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两亲性齐聚苯撑乙烯-聚氧乙烯棒-线嵌段齐聚物的界面自组织

李红波  
【摘要】:由刚性硬棒和柔性线嵌段共价连接而成的棒-线嵌段齐聚物可以形成多种多样的超分子结构。由于所形成微区的尺寸以及分子的取向排列可以在纳米尺度上得到有效的控制,因而,棒-线嵌段齐聚物已经成为理想的制备纳米结构的工具。本论文以构筑具有确定结构和形状的超分子建筑为出发点,以两亲性棒-线嵌段齐聚物为研究对象,开展了超分子界面自组织方面的研究。主要进行了以下几个方面的工作: 1. 设计并合成了一系列两亲性的具有不同线长的齐聚苯撑乙烯-聚氧乙烯 棒-线嵌段齐聚物。 2. 利用简单浇铸方法,通过控制溶质的量、溶剂的挥发速度以及空气湿度, 成功构筑了具有不同形状或结构的纳米自组织体,如纳米岛、单层、极 性的多层以及对称双层的线条结构等。并且,从能量的观点讨论了这些 纳米结构的形成机理。 3. 研究了这些棒-线嵌段齐聚物在气-水界面上的单层行为,并且利用棒-线 嵌段齐聚物与简单脂肪酸的微相分离以及对两相混合比例的调控,实现 了对其中一个棒-线嵌段齐聚物所形成棒状聚集体的长度控制。我们阐述 了可控长度的棒状聚集体的可能形成机理和取向排列的自组织过程。同 时也讨论了共轭棒之间的相互作用,以及柔性线的长度对棒-线嵌段分子 在气-水界面上自组织行为和结构的影响。 4. 利用液相的原位AFM,成功地观察了两亲性棒-线齐聚物在液-固界面上 的二维聚集形貌,并且研究了固体基底的表面性质、溶液浓度以及棒-线 嵌段分子结构对其在界面上吸附和聚集性质的影响


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