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《北京化工大学》 2006年
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复杂嵌段共聚物体系微相结构的耗散粒子动力学研究

刘大欢  
【摘要】: 嵌段共聚物作为聚合物的一个重要分支,近年来在科学研究和实际应用方面都受到人们广泛的关注。而具有复杂结构的嵌段共聚物可以在熔体中或溶液中自组装为各种微相分离结构,在合成开发具有独特性质的新材料以及纳米科技等领域有非常重要的应用。因此,本工作主要进行以下几个方面的研究:熔融态嵌段共聚物微相分离、溶液中嵌段共聚物自组装为胶束的行为以及聚合物物理性质的模型化研究。主要成果为: 1.用耗散粒子动力学的方法讨论了新型线形-树枝状两嵌段共聚物在稳态剪切流动外场下的微相分离行为及性质。我们发现在稳态剪切流动的作用下,这种新型嵌段共聚物的微相分离结构与性质取决于剪切速率以及树枝状嵌段支化程度的共同作用。模拟结果表明线形-树枝状两嵌段共聚物是一种具有独特性质且有广泛应用前景的新材料。 2.首次系统地讨论了包含二元纳米粒子混合物的嵌段共聚物纳米复合材料的微相结构。模拟结果显示二元纳米粒子混合物在聚合物基体中的自组装行为是一个协同组装的过程,受到多种因素的影响。为合理设计具有可剪裁性质的聚合物纳米复合材料提供了分子水平的信息。 3.研究了不同结构三嵌段共聚物体系的微相分离情况,以及在稳态剪切流动下微相结构的变化。结果表明不同结构的三嵌段共聚物可以出现相同的微相分离形貌,但嵌段共聚物结构的不同导致其对稳态剪切流动的响应不同。 4.率先从模拟角度研究了多嵌段共聚物在溶液中自组装形成多微区胶束的行为。发现了几种实验中未发现的新形貌,同时讨论了嵌段长度、嵌段长度比以及溶剂性质对胶束形貌的影响,并从分子尺度分析了这种胶束的形成过程及机理。 5.首次研究了三种不同粒子在多微区胶束中的自组装行为,通过选择不同的体积比以及相互作用参数可以将三种粒子同时选择性地装载在胶束的不同隔断内,同时发现一种粒子的存在会影响到在不同隔断中其它粒子的分布。 6.率先把可变连接性指数应用于聚合物物理性质的模型化研究中,并对聚合物热容数据建立了比以前模型结构简单且精度更高、预测性更好的新模型,促进了种新型指数的广泛应用。
【学位授予单位】:北京化工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:O631.3

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 夏俊;复杂嵌段共聚物胶束体系的耗散粒子动力学及理论研究[D];北京化工大学;2007年
【共引文献】
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