Rod-coil嵌段共聚物自組裝的耗散粒子動力學(xué)模擬研究.pdf

1、近年來，由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，rod-coil嵌段共聚物的自組裝行為引起了人們的廣泛關(guān)注。本文利用耗散粒子動力學(xué)(DPD)方法詳細(xì)研究了rod-coil嵌段共聚物在溶液中和狹縫受限條件下的自組裝行為，獲得了有意義的結(jié)果。研究內(nèi)容主要包括以下三部分:
　　(1)rod-coil-rod三嵌段共聚物在rod鏈段選擇性溶劑中的自組裝。我們采用DPD方法系統(tǒng)研究了rod-coil-rod三嵌段共聚物在rod段選擇性溶劑中的自組裝行為，詳細(xì)考察

2、了共聚物的組成、濃度和coil嵌段的性質(zhì)對組裝結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明自組裝結(jié)構(gòu)依賴于共聚物的數(shù)目和嵌段共聚物中rod的長度，很多情況下我們都觀察到囊泡和碗狀結(jié)構(gòu)。并發(fā)現(xiàn)囊泡是熱力學(xué)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，而碗狀結(jié)構(gòu)為動力學(xué)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，通過改變coil嵌段與溶劑的作用勢，碗狀結(jié)構(gòu)可以轉(zhuǎn)變成囊泡。
　　(2)rod-coil-rod三嵌段共聚物在非選擇性溶劑中的自組裝。我們采用DPD方法研究A5BxA5rod-coil-rod三嵌段共聚物在rod嵌段排

3、斥性溶劑中的聚集行為。主要考察了嵌段共聚物rod-coil之間的作用勢，溶劑與coil段的排斥力，coil段的長度和嵌段共聚物的濃度對組裝結(jié)構(gòu)的影響。模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著rod-coil的排斥勢的增加，聚集結(jié)構(gòu)依次為球形結(jié)構(gòu)，洋蔥狀結(jié)構(gòu)，籠結(jié)構(gòu)最后變?yōu)橹鶢罱Y(jié)構(gòu)。當(dāng)增加coil段與溶劑的排斥勢時，籠狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化洋蔥狀，補(bǔ)丁狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為洋蔥狀結(jié)構(gòu)。我們還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)嵌段共聚物的濃度較小coil段較長時，容易形成籠狀結(jié)構(gòu)，而濃度較大coil段較短時，容

4、易形成洋蔥狀結(jié)構(gòu)。
　　(3)rod-coil兩嵌段共聚物在狹縫受限下的自組裝。本文采用DPD方法研究了rod-coil兩嵌段共聚物在rod選擇性狹縫中的自組裝結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)考察了狹縫高度、rod嵌段的長度以及rod嵌段的剛性度對組裝結(jié)構(gòu)的影響，給出了相關(guān)相圖。rod-coil兩嵌段共聚物的組裝結(jié)構(gòu)明顯依賴于rod嵌段的長度和rod嵌段的剛性度，相圖主要包含四種結(jié)構(gòu):平行層、垂直層、六方柱和無序結(jié)構(gòu)。隨著rod嵌段剛性度的增加，組裝結(jié)