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内蒙古科技大学 本科生毕业论文 题 目：含刚性嵌段的嵌段共聚物混合 体系的自组装 学生姓名：羊晨 学 号：1168127124 专 业：应用物理 班 级：2011级应用物理 指导教师：韩向刚 副教授 目录 引言……………………………………………………………………………………1 第一章 简述…………………………………………………………………………3 1.1 嵌段共聚物的自组装………………………………………………………3 1.2 嵌段共聚物在本体中的微相分离…………………………………………3 1.3嵌段共聚物在不同环境下的自组装……………………………………4 第二章 理论模拟方法……………………………………………………………6 2.1分子动力学方法…………………………………………………………6 2.2耗散粒子动力学方法……………………………………………………8 2.3自洽场理论方法……………………………………………………………11 第三章 研究目的………………………………………………………………13 引言 在近现代的100多年里，有10位直接或者间接对高分子科学发展做出突出贡献的科学家获得了诺贝尔化学奖。高分子材料在我们生活中越来越重要。 高分子材料（Polymer material），是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，橡胶、纤维、塑料、胶贴剂、涂料和高分子复合材料都包括其中，生命存在的形式就是高分子。每一个生命体都可以看作是高分子的一种集合。现阶段，高分子结构与材料性能关系上有了很大的成果，促使了特殊功能的高分子材料以及相关的器件的研究与开发得到迅速发展。例如生物医用高分子、高分子分离膜、吸附与分离树脂、光电磁功能高分子、智能树胶等等。日常生活中我们也十分普遍的用到了高分子材料，塑料上有保持瓶、橡胶如轮胎、衣服上的纤维、胶黏剂和化学涂料等等；高分子材料在高科技领域上也是广泛应用，例如某些高分子材料可以做人工器官、手术缝合线，一些特殊的高分子材料会导电、发光，防弹衣上也运用到了一些超强超高的高分子材料等等。因为具有非常大的可变性，有非常好的力学性质，不同的高分子有具有不同的的力学性质，存在着多样性，所以日常生活中高分子材料被广泛的应用。如尼龙制品具有坚韧、不易变形也不易破碎的性质；但聚苯乙烯制品却是一敲就碎，非常脆；轻度交联的橡胶可以在伸长好几倍时恢复原状。在力学性质上高分子材料对温度时间的依赖性比金属材料强烈得多，宏观上表现为高分子材料的粘弹性行为。因为这些特点高分子材料在很多领域得到了广泛的应用。伴随着大量应用高分子材料，人们也迫切的需要了解和掌握高分子材料的性质的规律和特点。了解了这些规律和特点我们才能够选择需要的的高分子材料，正确的改变加工条件以获得正确的性质合理的利用。高分子性质的多样性直接与其各种结构有关，深入研究高分子材料的性质与结构的关系，可以帮助我们进一步提高材料的性能，研发新材料。因此具有十分重要而深远的意义。 目前随着计算机能力的提高和计算机的普及，计算机模拟技术被逐渐应用到科学研究的各个领域。计算机模拟既不是实验方法也不是理论方法，而是一种构筑理论方法和实验方法桥梁的一种全新的研究方法，计算机模拟是在实验的基础上，通过基本原理，构筑起一套模型与算法，从而结算花簇合理的分子结构和分子行为。在高分子科学领域中，计算机模拟通过建立简单的模型，进行模拟计算，研究和分析高分子的微相结构，尤其实在嵌段共聚物的自组装行为研究中显示了独特的优势和强大的能力。例如，计算机模拟方法可以十分方便的观察记录嵌段共聚物在本体状态下的自组装相行为，人们在实验研究中是极其难以实现的。早些年，人们已经构建出了简单的二嵌段共聚物在本体状态下的自组装结构相图，在试验中也得到了验证。近年来，人们发现除了本体中的各种微相结构外，还可以通过引入各种外部条件（受限、溶剂、参杂、施加外力场等），来诱导共聚物自组装出更多结构新颖、长程有序的纳米级构象、这也正是高分子领域的热点研究之一。 第一章 简述 1.1嵌段共聚物的自组装 嵌段共聚物体系有着非常强大的自组装（Self-Assembly）能力。由两个或者两个以上不一样的化学结构的单体序列用共价键连接而形成的新型聚合物被称为共聚物。共聚物中的每一个序列被称为一个嵌段。不同嵌段的热力学不相容性，导致体系发生相分离。不同嵌段之间是以共价键相连，因而限制了相分离在宏