Studies on the Adsorption of Asymmetrical Triblock Copolymers by Scheutjens-Fleer Theory and Monte Carlo Simulation

The adsorption of asymmetrical triblock copolymers from a non-selective solvent on solid surface has been studied by using Scheutjens-Fleer mean-field theory and Monte Carlo simulation method on lattice model. The main aim of this paper is to provide detailed computer simulation data, taking A8-kB20Ak as a key example, to study the influence of the structure of copolymer on adsorption behavior and make a comparison between MC and SF results. The simulated results show that the size distribution of various configurations and density-profile are dependent on molecular structure and adsorption energy. The molecular structure will lead to diversity of adsorption behavior. This discrepancy between different structures would be enlarged for the surface coverage and adsorption amount with increasing of the adsorption energy. The surface coverage and the adsorption amount as well as the bound fraction will become larger as symmetry of the molecular structure becomes gradually worse. The adsorption layer becomes thicker with increasing of symmetry of the molecule when adsorption energy is smaller but it becomes thinner when adsorption energy is higher. It is shown that SF theory can reproduce the adsorption behavior of asymmetrical triblock copolymers. However, systematic discrepancy between the theory and simulation still exists.The approximations inherited in the mean-filed theory such as random mixing and the allowance of direct back folding may be responsible for those deviations.     

SEBS/PMMA共混物膜的表面和本体形态结构

用扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)研究了两种不同共混比的聚(苯乙烯-嵌-乙烯/丁烯-嵌-苯乙烯)(SEBS)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)共混膜的表面形态和相分离行为。结果表明,当膜厚为25μm时,两种共混膜表面均未见明显的相分离形貌,而在膜体相中可见宏观相分离结构。当膜厚为120 nm时,质量比为30/70的共混膜表面可见明显的“海-岛”状宏观相分离;而质量比为60/40的共混膜表面未见明显宏观相分离,仅有少量PMMA小颗粒嵌于SEBS基体中,形成SEBS趋于包裹PMMA微区的稳定“笼型”结构,其尺度属于介观相分离。退火后,两样品膜的体相形态与表面形貌趋于一致,均呈现宏观的相分离结构。     

环状高分子对胶体稳定性影响的理论研究

将改进的基本度量理论与热力学微扰理论相结合,提出了胶体/高分子系统排空相互作用的IRDFT理论。该理论解释了在实际胶体系统中起重要作用的排斥体积效应和高分子链内相关性的竞争机制。应用该IRDFT,分别以线性链状和环状结构的高分子及其单体为排空元,计算了不同排空元条件下的胶体间排空相互作用。研究表明:对于絮凝破坏,自由环状高分子具有更大的优势。     

水相中乙醇对胶体泡沫性质的影响

用不同比例的水-乙醇混合物作水相制备了胶体泡沫（CLA）,实验观察并测定了CLA的形态、粒径分布、半衰期、Zeta电位、水相溶液的粘度和水相/油相之间的界面张力等性质.结果表明，水相中加入乙醇会影响CLA的稳定性和粒径大小,但对CLA的Zeta电位影响不大.乙醇对CLA稳定性的影响主要是由于乙醇分子嵌入到界面膜中导致膜的强度变化以及水相粘度发生变化导致CLA粒子间隙的排液过程发生变化.     

一步法直接合成有机季铵功能修饰的介孔分子筛SBA-15

以P123 嵌段共聚物为模板剂, 3-三甲基丙基氯化铵三甲氧基硅烷(TMAPS)为修饰剂, 酸性条件下一步法直接合成了有机季铵基团功能修饰的SBA-15, 并通过XRD、TEM、N2吸附-脱附、Raman 光谱等对功能化样品的结构和性质进行了表征, 对一步法合成TMAPS 修饰的SBA-15 的可能反应机理进行了探讨. 修饰后的SBA-15 仍然保持了二维六方特征介孔结构, 随着TMAPS负载量的增大, SBA-15 孔道有序度下降, 孔径、孔容和比表面积也随之下降. 有机季铵基团在SBA-15 孔道表面均匀分散, 可与HAuCl4通过快速离子交换制备Au 颗粒高度分散的Au-SBA-15.     

溶剂在丁腈基聚氨酯中的溶解和扩散

用石英弹簧法和示差扫描量热法 (DSC)、红外分光光度计 (FTIR)研究了苯、乙醇、丙酮、醋酸乙酯和1,2 二氯乙烷五种溶剂在端羟基聚丁二烯 丙烯腈共聚物为软段的聚氨酯中的溶解和扩散行为 .结果表明所有溶剂在丁腈聚氨酯中的扩散均为非费克扩散 ,且随着溶剂蒸汽压增大偏离费克扩散的程度增大 .相同相对蒸汽压下 1,2 二氯乙烷和醋酸乙酯偏离费克 (Fickian)扩散的程度较大 ,而乙醇、丙酮和苯则较小 ,这主要与它们和丁腈软段溶解度参数的极性分量和氢键分量有关 .1,2 二氯乙烷和苯在HTBN PU中的溶解度较高 ,而乙醇 ,醋酸乙酯和丙酮较低 ,主要与它们和丁腈软段溶解度参数的色散分量有关 .所有溶剂均表现出近似Flory Huggins型等温吸收曲线 .红外表明吸收溶剂后 ,氨基甲酸酯基团的氢键化程度有不同程度的下降 ,和溶剂与之形成氢键的能力大小有关 .力学性能表明非极性溶剂苯对材料的力学性能影响较小 ,而乙醇 ,醋酸乙酯和丙酮由于可与氨酯基团形成氢键 ,对原HTBN PU中氨酯键氢键的破坏大 ,力学性能下降大     

共聚高分子混合物的分子热力学模型

以硬球链流体的分子热力学模型为基础 ,引入方阱位能相互作用的贡献 ,建立了共聚高分子混合物的分子热力学模型 .模型中具有物理意义的链节参数 (链节数、链节直径和链节间的相互作用能 )由纯物质的pVT关系拟合得到 ,而用来校正交叉作用能和交叉碰撞直径的可调参数需由液液平衡的实验数据回归得到 .采用了相对简单的处理方法来确定这些可调参数 .对所选共聚高分子混合物的共存曲线、互溶窗和互溶图等相行为的关联结果令人满意 .     

接枝聚合物对小分子的选择性吸附研究

文章应用密度泛函理论研究接枝于壁面的方阱链对二元小分子混合物的选择性吸附特性. 系统的Helmholtz剩余自由能泛函被表示为硬球排斥和方阱吸引两部分贡献之和,分别由硬球链流体状态方程和变阱宽方阱链流体状态方程的简单加权密度近似来进行计算. 用此理论方法,分别考察了接枝聚合物的结构性质,以及不同温度下接枝分子层对二元方阱流体的选择性吸附性能. 结果表明:分子刷厚度随接枝密度线性增长而随温度非线性增加,并且在高温下趋于饱和;在较低温度下,接枝聚合物刷能表现出很好的选择性吸附能力,当聚合物刷被加热到高于饱和温度时,该能力将大幅度地减弱. 关键词： 密度泛函理论 接枝聚合物 选择性吸附 方阱链     

构造本构方程的另一种方法——非平衡不可逆热力学方法

重点介绍了以Onsager-Casimir倒易定律为基础,从不可逆热力学观点出发,对远离平衡状态,引进新的变量(被称为动态变量),构造本构方程．并以简单剪切流场为例,求出了测黏函数．     

界面扩张流变法研究C12mimBr对Gemini12-2-12在空气/水界面聚集行为的影响

采用界面扩张流变技术研究了季铵盐偶联表面活性剂C₁₂-(CH₂)₂-C₁₂·2Br (Gemini12-2-12)及其与离子液体表面活性剂溴化1-十二烷基-3-甲基咪唑(C₁₂mimBr)复配体系的动态界面张力、扩张流变性质和界面弛豫过程等, 探讨了C₁₂mimBr 对C₁₂mimBr/Gemini12-2-12 混合体系界面性质的影响及C₁₂mimBr 对Gemini12-2-12界面聚集行为影响的机制. 结果表明, 随着离子液体表面活性剂的不断引入, 体系界面吸附达到平衡所需的时间逐渐缩短, 扩张模量和相角明显降低, 界面吸附膜由粘弹性膜转变为近似纯弹性膜; 同时, 界面及其附近的弛豫过程也发生显著变化, 慢弛豫过程消失, 快弛豫过程占主导地位, 且离子液体浓度越高, 快弛豫的贡献越大. 这些界面性质的变化主要归因于离子液体表面活性剂C₁₂mimBr参与界面形成及两表面活性剂在界面竞争吸附的结果. 少量离子液体表面活性剂C₁₂mimBr 的加入可以填补疏松的Gemini12-2-12 界面上的空位, 形成混合界面吸附膜. 随着C₁₂mimBr 含量的增加, 嵌入界面的C₁₂mimBr 分子数不断增多, 导致界面上相互缠绕的Gemini12-2-12烷基链“解缠”, 在体相和界面分子扩散交换的过程中“解缠”的Gemini12-2-12分子从界面上解吸回到体相, 与此同时, C₁₂mimBr 分子相对较小的空间位阻及较强的疏水作用促使其优先扩散至界面进而取代Gemini12-2-12分子, 最终界面几乎完全被C₁₂mimBr分子所占据.