淬火和退火对称三嵌段共聚物薄膜形貌和.PDF

V o l. 25 高 等 学 校 化 学 学 报 　 N o. 8　 2 0 0 4 年8 月 　　 　　　　　CH EM ICAL JOU RN AL O F CH IN E SE U N IV ER S IT IE S　　　　　 　　 1559～ 1562　 淬火和退火对称三嵌段共聚物薄膜形貌和 结构的 模拟 M on te Carlo 聂志鸿, 石彤非, 安立佳 ( 中国科学院长春应用化学研究所, 高分子物理与化学国家重点实验室, 长春 130022) 摘要　嵌段共聚物薄膜淬火形貌与初始化时嵌段共聚物熔体的状态相关, 淬火得到的有序形貌有时存在缺 陷, 而退火则可以消除这些缺陷形成更规整的层状结构, 且退火得到的嵌段共聚物分子的均方回转半径等 都小于淬火得到的. 与淬火比较, 退火使高分子链充分松弛, 增加了薄膜中有利于提高材料物理力学性能的 桥键含量. 不同于受限自由表面间的对称二嵌段共聚物首先在表面区域形成有序结构, 三嵌段共聚物则在 薄膜内部先形成有序的层状结构. 关键词　三嵌段共聚物; 薄膜; 形貌; M on te Car lo 模拟; 退火; 淬火 中图分类号　 63 1　　　　文献标识码　 　　　　文章编号　025 10790 (2004) O A 由于不同嵌段之间的不相容性, 嵌段共聚物在薄膜中将发生相分离, 且各嵌段之间以化学键相 连, 故嵌段共聚物不象共混物那样发生宏观上的相分离, 而是发生介观尺寸上的相分离, 从而 自组装 成各种有序的形貌. 通过改变各嵌段单元之间相互作用、各嵌段分子量与构成比例, 可以构造一系列 [ 1 ] [2 ] 具有不同形貌的纳米结构. 近年来, 这种有规纳米结构在光电器件 、生物医学和组织工程 等领域 的应用前景已引起了科学工作者的广泛关注. 嵌段共聚物在薄膜 自组装过程中, 自始至终都是与表面 相接触的, 因此, 了解 自由表面在 自组装过程中对其表面形貌的影响, 对于更有效地控制 自组装过程 有重要的理论意义和应用价值. 对称的三嵌段共聚物 , 由于 嵌段可以连接相邻的2 个 相区, A nBmA n B A 很大程度上改善了共聚物材料的物理力学性能, 从而满足工业上对薄膜强度的需求. 　　人们曾采用淬火方法模拟本体和受限状态下 二