剛?cè)釀側(cè)抖喂簿畚?納米顆粒在選擇性溶劑中自組裝的耗散粒子動(dòng)力學(xué)模擬

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摘要

近年來,大分子自組裝已成為高分子領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。作為一種特殊大分子,剛?cè)崆抖喂簿畚镏械膭傂枣溇哂懈飨虍愋院腿∠蛴行蛐?使其能夠在選擇性溶劑中自組裝成一系列不同結(jié)構(gòu)。這些特殊的納米級結(jié)構(gòu)在許多領(lǐng)域有著潛在的應(yīng)用前景,因而關(guān)于剛?cè)崆抖喂簿畚锶軇┳越M裝的研究受到廣泛關(guān)注。
　　現(xiàn)階段的研究熱點(diǎn)主要集中于剛?cè)岫抖喂簿畚?而剛?cè)釀側(cè)抖我约案鼜?fù)雜的三臂星型剛?cè)崆抖喂簿畚飫t研究較少。本論文采用耗散粒子動(dòng)力學(xué)(DPD)模擬法研究了剛?cè)釀側(cè)抖喂簿畚铩⑷坌切蛣側(cè)崆抖喂簿畚?、三臂星型剛?cè)崆抖喂簿畚?納米顆粒在選擇性溶劑中的自組裝行為。
　　(1)采用DPD方法研究了剛?cè)釀側(cè)抖畏肿?RxCyRx)在不同溶劑中的自組裝,著重研究了聚合物濃度、鏈段長度等因素對聚集體形態(tài)的影響,得到了球狀、相列捆狀、蠕蟲狀、圓柱狀、穿孔層狀、層狀、柔性鏈(剛性鏈)為核心的中空柱狀、網(wǎng)狀和幾種融合結(jié)構(gòu)。在柔性鏈選擇性溶劑中,增加柔性鏈的長度會(huì)導(dǎo)致聚集體由球狀轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌螤畹慕Y(jié)構(gòu),而增加剛性鏈的長度會(huì)使這些轉(zhuǎn)變點(diǎn)提前出現(xiàn),在剛性鏈選擇性溶劑中會(huì)出現(xiàn)相反的規(guī)律。理論上,這些聚集體形態(tài)及形態(tài)轉(zhuǎn)變是由膠束自由能最小化所控制的,從而促使剛?cè)釀偣簿畚镄纬刹煌螤畹哪z束并進(jìn)行膠束結(jié)構(gòu)之間的相互轉(zhuǎn)變。
　　(2)研究了三臂星型剛?cè)崆抖喂簿畚?RC)3在不同溶劑中的自組裝,并分析聚合物濃度、鏈段長度等因素對自組裝結(jié)構(gòu)的影響,得出相應(yīng)的相圖,推測了其可能的自組裝方式。隨著聚合物濃度的增加,聚集體結(jié)構(gòu)變化通常為球狀→柱狀→網(wǎng)狀→層狀。與剛?cè)釀側(cè)抖巫越M裝相比,星型剛?cè)崆抖喂簿畚镄纬傻哪z束一般都具有特殊的內(nèi)部結(jié)構(gòu),即―剛-柔-剛-柔...‖鏈段形成的區(qū)域依次交錯(cuò)排列。
　　(3)將(RC)3與納米顆粒進(jìn)行協(xié)同自組裝,考察了聚合物濃度、納米顆粒與不同鏈段的排斥參數(shù)、納米顆粒的形狀和濃度等因素對協(xié)同自組裝的影響,并證實(shí)了如下規(guī)律:a.剛?cè)崆抖喂簿畚锟梢哉{(diào)控納米顆粒的分布與排序,納米顆粒的加入也可以調(diào)控嵌段共聚物的自組裝結(jié)構(gòu);b.中性的納米顆粒傾向于分布在兩相界面區(qū)域,而親剛性鏈(或親柔性鏈)的納米顆粒則傾向于分布在剛性鏈(或柔性鏈)相區(qū);c.對于親剛性鏈(或親柔性鏈)的納米顆粒,較長的納米棒更傾向于分布在剛性鏈(或柔性鏈)相區(qū)的中心。

著錄項(xiàng)

作者
宋杉;
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作者單位

重慶大學(xué);

展開▼
授予單位重慶大學(xué);
學(xué)科化學(xué)
授予學(xué)位碩士
導(dǎo)師姓名向斌;
年度 2014
頁碼
總頁數(shù)
原文格式 PDF
正文語種中文
中圖分類特種結(jié)構(gòu)材料;
關(guān)鍵詞
剛?cè)崆抖喂簿畚? 選擇性溶劑; 自組裝; 納米顆粒; 耗散粒子動(dòng)力學(xué);

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剛?cè)釀側(cè)抖喂簿畚?納米顆粒在選擇性溶劑中自組裝的耗散粒子動(dòng)力學(xué)模擬

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