嵌段共聚物相容剂对聚合物共混体系力学性能影响的连续介观模拟

结合介观动力学方法和三维弹簧格子模型, 研究了嵌段共聚物相容剂对相容性较差的聚合物二元共混体系力学性能的影响. 在适当范围内不断增加嵌段共聚物相容剂的用量, 研究了相容剂含量对体系杨氏模数及拉伸强度的影响, 同时也对不同体系材料的破碎位点进行了分析. 结果表明, 未加入相容剂的二元共混体系在拉伸模拟中表现出较低的拉伸强度, 而适量添加相容剂可以显著提升材料的拉伸强度, 随着相容剂含量的增加, 共混体系的破碎位点会发生转移并最终改善材料的整体性能. 而相容剂的加入对体系杨氏模数的影响较小. 该连续模拟方法为关联聚合物复合体系的微观结构和宏观力学性能提供了一条高效的途径.     

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。     

嵌段共聚物自组装的研究进展

嵌段共聚物自组装在光学、电子、信息、化学及生物领域有着广泛的应用前景.本文从实验观测、理论研究和计算机模拟三个方面概述了嵌段共聚物自组装领域的研究进展.在实验观测方面,着重介绍了嵌段共聚物在体相及膜中的自组装及外场调控作用方面的研究进展;理论方面则分别介绍了强分相理论、弱分相理论、自洽场理论、动态密度泛函方法和元胞动力学等在嵌段共聚物自组装领域的应用;计算机模拟方面就 Monte Carlo 模拟、耗散粒子动力学等方法在该领域的应用作了详细的阐述.     

制备条件对甲醇电氧化催化剂PtRu/CAs性能的影响

本文利用液相浸渍还原的方法制备了PtRu/C催化剂, 其中Pt质量百分含量分别为15%, Pt和Ru的原子比为2:1. 研究了金属前驱体于不同介质（CH3COOH、H2O及CH3COONa）中浸渍所制备的催化剂组成, 结构以及活性方面的区别. 同时比较分析了不同载体（碳纳米管CNTs与碳气凝胶CAs）对催化剂性能的影响. 催化剂的物化性质通过XRD, TEM以及EDS来表征, 并采用循环伏安法测试其电化学性能. 结果表明以碳气凝胶为载体,均匀分散于异丙醇与水混合溶液后, 加入CH3COOH, 使金属前驱体在酸性介质中浸渍, 再用NaOH调节pH值至碱性, 同时生成CH3COONa作为稳定剂, 然后再用NaBH4还原所制得的催化剂具有更高的电催化活性, 其峰电流密度达到38.24 mA/cm2, 远高于本文中在其他条件下制备的催化剂.     

大离子诱导聚电解质/表面活性剂复合物的解离

采用分子动力学模拟方法研究了大离子与聚电解质/表面活性剂复合物的相互作用, 考察了大离子的电性、直径、表面电荷、浓度等对其与复合物相互作用的影响. 结果表明, 与聚电解质所带电性相同的大离子对复合物作用不明显, 只有当大离子所带电荷较多时, 才会引导少量表面活性剂从复合物中脱离. 当大离子所带电荷与聚电解质所带电荷电性相反时, 大离子的加入会诱导复合物的解离, 表面活性剂从复合物中释放出来, 甚至导致聚电解质/表面活性剂复合物的完全解离, 从而形成聚电解质/大离子复合物; 大离子所带电荷越多, 诱导作用越明显. 大离子的直径及浓度对其与复合物之间的作用也有很大的影响, 对于所带电荷数相同的大离子而言, 直径越小, 其与复合物的作用越显著, 越容易引导表面活性剂从复合物中解离, 若大离子的表面电荷密度相同, 大离子直径越小, 反而与复合物的作用越弱; 大离子浓度越高, 越易引起复合物的解离, 复合物中聚电解质链上结合的大离子数增多直至饱和, 相应的会出现电荷反转现象.     

聚苯乙烯/聚二甲基硅氧烷嵌段共聚物的表面形态研究

采用原子力显微镜(AFM)和透射电镜(TEM)研究了聚苯乙烯/聚二甲基硅氧烷嵌段共聚物(PS-b-PDMS)薄膜的相形态.结果表明,当采用甲苯作为溶剂,旋转涂膜的薄膜样品呈现网络状的形态分布在表面,而样品所对应的透射电镜照片中,PDMS相作为球状分布在PS的连续相中.退火温度对共聚物表面形态有一定的影响,当退火温度高于PDMS的玻璃化温度,表面中PDMS相增多.PS-b-PDMS嵌段共聚物的表面形态随着所用溶剂的变化而有所不同,当采用甲苯作为溶剂时,样品的PS相形成凹坑分布在PDMS的相区之中,而采用环己烷作为溶剂时,PS相作为突起分布在PDMS相区之中.另外,基底对共聚物薄膜表面形态的有较大的影响,当采用硅晶片作为基底时,样品中的PDMS相和PS相呈现近似平行于表面的层状结构.     

三元聚合物共混体系的微观结构与力学性能模拟

建立一种构型模拟与力学性能模拟相结合的连续模拟方法研究了三元共混物(两种均聚物与一种共聚物)中交替共聚结构与嵌段共聚结构对力学性能的影响。通过蒙特卡罗模拟获得其构型,然后将该构型作为弹簧格子模型的数据输入,模拟三元共混体系的微观结构与力学性能。模拟结果表明:交替共聚物在体系中更倾向于在两种均聚物的界面处自我缠绕,而嵌段共聚物的两端分别渗透进与之相容的均聚物体相中;三元共混物的力学性能与其内部的两相界面结构相关;应变在交替共聚物体系中均匀分布,导致更多的断裂发生在体相中,交替共聚物体系比嵌段共聚物体系力学性能更强且更具韧性。这种连续模拟方法为研究材料组成与力学性能之间的关系提供了一种新方案。     

温度、pH敏感性核壳结构微凝胶的制备及性质

以无皂乳液分步聚合的方法, 将N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)与N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)交联反应3 h, 制得种子乳液, 再向种子乳液中加入甲基丙烯酸(MAA)功能性单体继续反应2 h, 制备了具有温度、pH敏感性的核壳结构微凝胶. 通过透射电子显微镜(TEM)、红外光谱(IR)等表征了微凝胶外貌形态及结构组成, 动态光散射(DLS)测定了微凝胶粒径响应热、pH的变化及微凝胶Zeta电位的变化. 结果表明凝胶形貌为异型核壳结构; Zeta电位与微凝胶粒径随温度、pH变化相关.     

嵌段共聚物相容剂对聚合物共混体系力学性能影响的连续介观模拟

结合介观动力学方法和三维弹簧格子模型,研究了嵌段共聚物相容剂对相容性较差的聚合物二元共混体系力学性能的影响.在适当范围内不断增加嵌段共聚物相容剂的用量,研究了相容剂含量对体系杨氏模数及拉伸强度的影响,同时也对不同体系材料的破碎位点进行了分析.结果表明,未加入相容剂的二元共混体系在拉伸模拟中表现出较低的拉伸强度,而适量添加相容剂可以显著提升材料的拉伸强度,随着相容剂含量的增加,共混体系的破碎位点会发生转移并最终改善材料的整体性能.而相容剂的加入对体系杨氏模数的影响较小.该连续模拟方法为关联聚合物复合体系的微观结构和宏观力学性能提供了一条高效的途径.     

溶剂对SEBS/PMMA共混物薄膜形态的影响

采用原子力显微镜研究了聚（苯乙烯嵌-乙烯／丁烯嵌-苯乙烯）（SEBS）和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）共混物不同溶剂旋转涂膜的表面形态和相分离行为。结果表明,用共混物的氯仿溶液旋转涂膜,可见明显的共混物的宏观相分离和SEBS的微观相分离形态。改变选择性溶剂可使旋涂膜具有不同的均匀度和形态结构,其相区的尺寸和形状相差甚大,有海岛型、网状、双连续状结构。AFM显示用环己烷／丁酮混合溶剂旋转涂膜,共混物的相分离最为彻底;用选择性溶剂氯仿时次之,但有明显的相分离;对SEBS和PMMA均无选择性的单一溶剂或混合溶剂则无明显相分离。