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.     

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．     

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.     

方阱链流体在固液界面分布的密度泛函理论研究

应用Yethiraj的加权密度近似泛函理论研究平板狭缝中方阱链流体的密度分布，系统的Helm holtz自由能泛函分为理想气体的贡献利剩余贡献两部分，其中剩余贡献部分分别采用刘洪 来等人建立的基于空穴相关函数的方阱链流体状态方程和Gil-Villegas等人提出的统计缔合 流体理论状态方程(SAFT-VR)结合简单加权密度近似计算.考察了不同链长、温度、系统密度 和壁面吸引强度下平板狭缝中方阱链流体的密度分布，并与Monte Carlo(MC)模拟结果进行 了比较.结果表明采用不同的状态方程对密度分布的计算有明显的影响，对于受限于硬壁狭 缝中的方阱链流体，温度和密度比较高时，两种状态方程计算的结果均与MC模拟符合得比较 好，在低温和低密度下效果变差，SAFT-VR方程的计算结果更接近于MC模拟结果.对于受限于 方阱壁狭缝中的方阱链流体，由于系统密度分布的非均匀性加强，采用两种状态方程计算的 结果均与MC模拟结果有一定偏差，寻找更合适的权重函数是进一步改进的关键. 关键词： 密度泛函理论 非均匀流体 密度分布 固液界面 方阱链