多分散性嵌段共聚物自組裝行為的Monte Carlo模擬.pdf

1、本論文應(yīng)用MonteCarlo方法研究高分子體系中鏈長(zhǎng)的多分散性與鏈段比例的多分散性對(duì)體系自組裝所形成的形貌結(jié)構(gòu)的影響。本文采用的兩嵌段共聚物有兩種：其一，對(duì)稱兩嵌段共聚物。在這種嵌段共聚物中，高分子鏈上各組分之間的比例恒定。每一條鏈均包含A，B兩個(gè)嵌段，并且A，B兩個(gè)嵌段的長(zhǎng)度之比均為1：1。但每條高分鏈的鏈長(zhǎng)是不均一的，在整個(gè)體系中包含三種長(zhǎng)度不同的鏈，它們分別是：L1=6，L2=30，L3=54。在保證數(shù)均分子量(Mn=30)不變

2、的前提下，通過調(diào)整這三種鏈在整個(gè)體系中所占的體積百分比來改變重均分子量，進(jìn)而達(dá)到調(diào)整多分散系數(shù)的目的。本研究中，多分散系數(shù)可調(diào)節(jié)的范圍是1.0～1.6。 其二，不對(duì)稱兩嵌段共聚物。在這種高分子體系中，嵌段共聚物的鏈長(zhǎng)是一定的，即L=30，但是嵌段共聚物各組分之間的比例是不均一的。在整個(gè)體系中同樣包含三種鏈，每種鏈上A鏈段與B鏈段的長(zhǎng)度之比分別為R1=3：1，R2=1：1和R3=1：3，我們通過調(diào)節(jié)這三種鏈在體系中所占的百分含量來

3、調(diào)節(jié)體系的多分散性(在調(diào)節(jié)的過程中，A嵌段與B嵌段的數(shù)均分子量保持恒定，均為15)。為了表述方便起見，我們以A鏈段的多分散系數(shù)作為標(biāo)識(shí)來描述整個(gè)體系的多分散程度，A鏈段的多分散系數(shù)越大表明體系的鏈段比例分布越寬。 模擬是在具有周期性邊界條件的二維格子、二維平行受限格子、二維圓形受限格子以及三維球形受限格子和三維圓柱形受限格子中進(jìn)行的。模擬的結(jié)果表明：無論是體系鏈長(zhǎng)的多分散性還是鏈段比例的多分散性均可影響體系自組裝所形成的形貌結(jié)構(gòu)

4、和相區(qū)尺寸。在周期性邊界條件下這種現(xiàn)象尤為明顯，隨著體系鏈長(zhǎng)的多分散系數(shù)的增加，嵌段共聚物自組裝所形成的條帶結(jié)構(gòu)的周期增大，從而相區(qū)尺寸增加。當(dāng)體系采用的是二維平行受限邊界條件，增加體系的多分散系數(shù)將會(huì)使體系產(chǎn)生“有序—無序”轉(zhuǎn)變；當(dāng)體系采用的是二維圓形受限邊界條件以及三維球形受限邊界條件和三維圓柱形受限邊界條件，增加體系的多分散系數(shù)將會(huì)減少體系自組裝所形成的同心圓環(huán)(同心球殼)數(shù)，使同心園環(huán)(同心球殼)圓心部分的物質(zhì)為另一組分所代替。