嵌段共聚物多隔段膠束的耗散粒子動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、兩親性嵌段共聚物能夠在選擇性溶劑中自組裝成膠束。最近，多隔段膠束這一新型膠束備受人們關(guān)注。該種膠束具有一個(gè)水溶性的殼和微相分隔的憎水內(nèi)核，獨(dú)特的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和新奇的形貌使得其在藥物傳輸和納米技術(shù)等方面具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。在本文中，我們采用計(jì)算機(jī)模擬的方法，研究了在溶液中嵌段共聚物混合體系自組裝成多隔段混合膠束的行為。主要結(jié)論為： （1）采用耗散粒子動(dòng)力學(xué)（DPD）方法，研究了星形和線形三嵌段共聚物混合體系中，混合比例對(duì)多隔段膠束的影

2、響。模擬表明：共聚物間的混合比例是一項(xiàng)影響膠束最終形貌的重要因素，通過(guò)混合比例的小幅度調(diào)整，便形成了一系列具有全新形貌或結(jié)構(gòu)的多隔段混合膠束。 （2）在分子水平上追蹤了多隔段混合膠束的形成動(dòng)力學(xué)演化過(guò)程。發(fā)現(xiàn)采用不同的混合策略可以導(dǎo)致不同的膠束形成路徑，對(duì)膠束體系達(dá)到平衡所需的時(shí)間也有影響。在模擬中發(fā)現(xiàn)了具有環(huán)/齒輪嵌套結(jié)構(gòu)憎水核的環(huán)狀多隔段膠束的兩種形成機(jī)理：圓柱狀膠束的彎曲閉合和餅狀膠束的中間穿孔。不同的初始混合狀態(tài)改變了混

3、合膠束的形成路徑，雖然膠束最終的大體形貌幾乎沒(méi)受到什么影響，但膠束的微細(xì)結(jié)構(gòu)卻有差異。 （3）系統(tǒng)地研究了三嵌段共聚物混合體系中嵌段序列、嵌段比例、嵌段長(zhǎng)度、分子構(gòu)造等各種參數(shù)對(duì)多隔段混合膠束的影響，得到了利用這些參數(shù)對(duì)膠束進(jìn)行形貌和結(jié)構(gòu)控制的一些規(guī)律性結(jié)論。模擬結(jié)果表明：將多嵌段共聚物進(jìn)行混合是控制多隔段膠束外在形貌和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一種有效手段?；旌象w系中，嵌段共聚物的嵌段序列、嵌段比例、嵌段長(zhǎng)度和共聚物分子構(gòu)造都對(duì)最終的膠束形貌

4、和結(jié)構(gòu)有著很大的影響。通過(guò)改變二元體系中某一組分的這些結(jié)構(gòu)參數(shù)，來(lái)自不同組分的成核嵌段的混合程度、相對(duì)距離和參與成核的程度均可隨之調(diào)整。從而得到了具有可調(diào)微區(qū)排列和大小尺寸的混合膠束。 （4）討論了星形和線形三嵌段共聚物混合體系在稀溶液中的擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)，從分子水平上闡明了這些共聚物鏈自組裝的動(dòng)力學(xué)過(guò)程。結(jié)果顯示：在混合體系中通過(guò)不同共聚物鏈的協(xié)同自組裝獲得混合膠束時(shí)，嵌段比例、嵌段長(zhǎng)度和分子量對(duì)共聚物混和物的擴(kuò)散速率都有很大的影響