Monte Carlo模擬研究活性聚合及聚合誘導自組裝.pdf

1、具有窄分子量分布的兩親性嵌段共聚物在溶液中可以自組裝形成各種膠束和囊泡結構。這些聚合物有序聚集體可應用于生物醫(yī)藥、催化、微電子等領域。為了獲得結構固定、尺寸分布均勻的膠束或者囊泡，嵌段共聚物的分子量分布和鏈段組成比例必須保持低分散度。活性聚合，包括活性離子聚合和活性可控自由基聚合，是制備結構和組成可控的嵌段共聚物的一種重要合成技術。最近幾年發(fā)展起來的聚合誘導自組裝方法，可以在聚合的同時獲得自組裝聚集體，方法步驟簡單，產(chǎn)率高，有重要的工業(yè)

2、化應用前景。
　　 本論文采用八格點與單格點MonteCarlo模擬方法研究了溶液自組裝體系和活性聚合反應過程。我們的理論模型對研究聚合反應誘導高分子自組裝的機理，驗證和揭示聚合反應誘導高分子自組裝的實驗現(xiàn)象有重要的幫助和理論意義。具體研究內(nèi)容包括:
　　 1.分別使用MonteCarlo單格點與八格點鍵長漲落模型模擬研究溶液中的嵌段共聚物的自組裝，觀察研究溶液自組裝形成膠束的相行為，通過改變?nèi)芤簼舛取⒊珊随湺闻c溶劑之間

3、的相容性、各鏈段的相對長度，觀察到了膠束尺寸和數(shù)目的變化，以及膠束形態(tài)在球狀和棒狀之間的轉(zhuǎn)變。討論了兩親性嵌段共聚物自組裝的形成機理及影響因素，并與實驗及其它模擬進行對比。通過比較兩種模型的模擬結果發(fā)現(xiàn)，在溶液體系中，八格點模型運行效率更高，而單格點模型得出的膠束形貌更加規(guī)整和豐富。
　　 2.模擬研究活性聚合的動力學過程，通過統(tǒng)計模擬聚合反應過程中的單體轉(zhuǎn)化率，聚合物分子量，分子量分布等信息，證明聚合反應是可控的活性聚合。研究

4、發(fā)現(xiàn)降低終止反應發(fā)生的概率可以在反應后期降低分子量分布系數(shù)，減少活性種濃度可以得到分子量分布更窄的聚合物，降低活性種存活的時間可以使反應前期突躍時分子量分布變窄。研究結果表明，本論文建立的單格點模型符合活性自由基聚合的動力學特點，可以用來研究活性聚合反應。
　　 3.將聚合反應和自組裝相結合，建立聚合誘導自組裝的模型，觀察了聚合誘導高分子自組裝形成的微觀結構。通過調(diào)控聚合反應概率，自組裝的退火速率，鏈段與溶劑之間的相容性等參數(shù)，