基于压缩表示的离子刻蚀仿真三维表面演化方法

为了研究表面演化过程的机理, 提出了一种基于压缩表示的三维表面演化方法来模拟等离子体刻蚀工艺,并着重探讨了对离子刻蚀的仿真. 为了解决三维元胞自动机内存需求量大的问题, 该方法将二维数组和动态存储方式相结合, 既实现元胞信息的无损压缩存储, 又保持三维元胞间的空间相关性. 实验结果也表明该方法不仅节省了大量内存, 而且在高分辨率条件下查找离子初始碰撞的表面元胞效率较高, 满足高分辨率仿真的要求. 将该方法应用于实现刻蚀工艺三维表面仿真中, 模拟结果与实验结果对比验证了该方法的有效性. 关键词： 等离子体刻蚀 元胞自动机 表面演化方法 高分辨率仿真     

含悬垂双键的可降解支化聚合物的合成与表征

以氢化钾与苯甲醇的羟基反应形成氧阴离子,引发ε-己内酯(ε-CL)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的共聚反应,一步法制备带悬垂双键和端羟基的可降解支化聚合物.并将制备的聚合物与甲苯二异氰酸酯反应得到可降解聚氨酯薄膜.通过核磁(~1H-NMR、13C-NMR)、三检测体积排阻色谱仪(TD-SEC)、示差扫描量热仪(DSC)、热失重分析仪(TGA)和扫描电镜(SEM)对聚合物的结构和性能进行测试和表征.结果表明,氧阴离子能成功引发ε-CL和GMA的共聚反应,得到含大量悬垂双键的可降解支化共聚物.增加GMA的用量,共聚物的支化度从0.06增加到0.14,重均分子量从6.70×103增加到1.19×105,结晶度从47.6%降至非晶态.核磁结果表明共聚物中最多含有67%的悬垂双键.SEM结果表明通过15天的酶促降解,由该支化聚合物制备的聚氨酯薄膜表面变得非常粗糙,发生明显降解.     

三检测体积排除色谱表征聚合物支化结构

以α-溴代异丁酸叔丁酯(t-BBiB)为引发剂,CuBr/联二吡啶为催化体系,二乙烯苯(DVB)为支化单体,采用原子转移自由基聚合反应(ATRP)经过一步加料方法和先臂后核方法分别合成不同支化结构类型的支化聚合物,同时以四官能度引发剂经ATRP合成臂数确定的星形聚合物为参照。采用三检测体积排除色谱(TD-SEC)得到Zimm相对支化因子g′与g和表征聚合物支化结构类型的指数因子ε(g′=gε)。结果表明:随支化结构类型的不同,支化结构指数因子ε表现出不同的分子量依赖特性。星状支化聚合物的ε平均值<1,而且随分子量的变化保持相对恒定;无规支化聚合物的ε平均值>1,而且其值随分子量的增加不断减小。因此,可以由三检测体积排除色谱进行分析确证聚合物的支化结构类型。     

侧链含偶氮吡啶的N-异丙基丙烯酰胺共聚物的制备及其多重响应性

经重氮偶合等步骤制备了新型偶氮吡啶单体—甲基丙烯酸-4-(4-吡啶基偶氮)苯酯(PAZO).PAZO、N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(EGMA)无规共聚得到多重响应三元共聚物P(NIPAM-co-PAZO-co-EGMA).采用凝胶渗透色谱和核磁共振氢谱对聚合物结构进行表征,经紫外光谱对聚合物进行研究,发现聚合物有良好的光致顺反异构.偶氮吡啶在酸性条件下,紫外光照反式吸收峰稳定存在,吸收峰衰弱被抑制;碱性条件下,紫外光照反式吸收峰衰弱明显,顺式吸收峰得到增强并且稳定存在.聚合物最低相转变温度(LCST)为49°C,经紫外光照LCST下降2°C,变为47°C,这是由于紫外光照改变了偶氮吡啶的顺反异构使得聚合物的尺寸增大,导致PNIPAM链段对温度更灵敏更易聚集,LCST下降.聚合物溶液通入CO_2后,LCST变为62°C,升高了13°C.向溶液中通入氩气排除CO_2,溶液的LCST再次变为49°C.交替通入CO_2和氩气,溶液LCST具有可逆性.表明该聚合物具有温度、光、pH以及气体响应性.     

主链含酯键的基于聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的共聚物合成与表征

通过己内酯(CL)和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)的杂化聚合制备了主链含酯键结构单元的聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的共聚物,并通过核磁(~1H-NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、示差扫描量热仪(DSC)等对聚合物的结构和性能进行了表征.结果表明,膦腈碱t-Bu P4能高效催化CL和DMAEMA的杂化聚合,得到含CL和DMAEMA 2种结构单元的刺激响应性可降解共聚物.该共聚物只存在一个玻璃化转变温度且共聚物组成与单体投料比接近.GPC数据表明共聚物的数均分子量范围为1.63×10~4~2.47×10~4,分子量分布为2.11~2.54.酯键的引入赋予了聚合物良好的降解性能,同时使其低临界相转变温度(LCST)从52.6℃降到了44.5℃.TEM结果表明得到的共聚物能够在水中形成平均直径约60 nm的胶束.     

膦腈碱催化甲基丙烯酸烯丙酯与甲基丙烯酸甲酯的负离子共聚反应

室温下以膦腈碱(t-Bu P4)为催化剂,催化甲基丙烯酸烯丙酯(AMA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)进行负离子共聚反应.用核磁(1H-NMR、13C-NMR)、红外光谱(FTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)、示差扫描量热仪(DSC)和热失重分析仪(TGA)等对聚合物结构和性能进行表征.结果发现,t-Bu P4能在室温下成功催化AMA与MMA的共聚反应,一步法合成结构可控的含悬垂双键共聚物.共聚反应中单体AMA和MMA的转化率均高于90%,且无交联或凝胶生成.通过NMR和FTIR对聚合物进行结构分析表明,AMA单体仅甲基丙烯酸酯双键参与聚合反应,烯丙基双键不参与聚合反应、无交联反应、环化反应等.聚合物中烯丙基结构单元的含量可通过体系中AMA/MMA的投料比调节.GPC结果表明所得共聚物分子量可控且分子量分布较窄.TGA和DSC结果表明,共聚物的热分解温度升高,玻璃化温度降低.     

己内酯与N-苯基马来酰亚胺的杂化共聚

以膦腈碱(t-BuP4)为催化剂催化了己内酯(CL)和N-苯基马来酰亚胺(NPMI)的杂化共聚反应.用核磁(1H-NMR)、红外光谱(FTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)和热失重(TGA)对聚合物及聚合反应过程进行了表征.结果表明,t-BuP4能成功催化CL和NPMI的杂化共聚,合成具有CL和NPMI两种结构单元的共聚物.聚合反应过程中NPMI以打开双键的方式进入聚合物.聚合物中己内酯结构单元的含量随CL和NPMI单体摩尔比的增加而增加,但其含量始终小于NPMI结构单元的含量.合成共聚物的热稳定性介于己内酯和N-苯基马来酰亚胺均聚物之间.     

环状单体与乙烯基单体的杂化共聚

本文研究了在膦腈碱(t-BuP4)催化下各种环状单体和乙烯基单体的杂化共聚,发现己内酯、丙交酯或环碳酸酯与丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯能够进行杂化共聚,但环硅氧烷与乙烯基单体、丙烯腈与内酯不能杂化共聚.研究表明,单体与活性中心的匹配决定了杂化共聚能否进行.