星型高分子共混体系的相平衡、相分离和相界面的统计力学理论

在平均场近似下求得了星型高分子共混体系的混合自由能及其相分离动力学方程。本文的理论结果表明,型高分子共混体系与线型高分子共混体系相比具有更快的相分离速度。而且,因其相界面张力较低,体系较易形成更多的相界面,浓度涨落的临界波矢也更大。除此之外,由于在相同分子量的条件下星型高分子的尺寸要小,因此其相界面更窄,当星型高分子的臂数为1或2时,所有结果均合理地还原到熟知的线型高分子共混体系的结果。因此,本文的结果具有更大的普遍性。     

2-甲氧基-4-乙酰胺基苯甲酸甲酯合成方法的改进

以ＰＡＳ－ Ｎａ 为原料,经水溶液中酰化后,再经酯化与醚化一步反应制得２－ 甲氧基－ ４ － 乙酰胺基苯甲酸甲酯,总收率８１％ 。     

聚合物交联反应诱导相分离过程的光散射二维相关分析研究

采用二维相关分析技术对聚醚砜(PES)/环氧树脂/二(2,6-二甲基苯胺基)甲烷体系的相分离过程的光散射数据进行了分析研究. 分析结果表明二维光散射分析可以提供一维光散射较难得到的信息: 在该体系相分离的演化过程早期, 即扩散控制期内, 体系中较小尺寸相区的粗大化早于较大的相区. 在相分离的中后期, 较小尺寸的富集相因碰撞融合产生更大尺寸相区的变化优先于较大尺寸相区的粗大化过程. 其原因可能是: 一方面这种增长方式比较有利于体系的能量较快地降低, 另一方面是在相分离的中后期界面运动导致的流动作用影响不容忽视.     

向列型液晶液滴的指向矢构型及其转变的Monte Carlo模拟

采用Lebwohl-Lasher模型作为向列型液晶的分子模型,针对向列型液晶液滴的指向矢构型及其转变,在立方格点中进行了Monte Carlo模拟.在不同温度和界面相互作用强度下模拟所得的指向矢构型及其转变与实验中已发现的结果相符.除此之外,还得到了在外场存在下液晶液滴和椭球状液晶液滴的指向矢构型.结果对于理解PDLC材料的显示机制有重要的意义.也表明,基于Lebwohl-Lasher模型的Monte Carlo模拟能很好地描述受限条件下液晶体系的物理行为.     

规则星形高分子之间的相互作用势的自洽场研究

用自洽场理论方法计算了星形高分子之间的相互作用势, 并与标度理论的推测以及基于粒子的分子动力学模拟方法的结果进行了比较. 自洽场理论计算得到的星形高分子之间的二体相互作用势与标度理论推测的结果基本一致: 当两个星形高分子核心之间的距离小于其对应的等效软球的半径R时, 二体相互作用势U与星形高分子核心之间的距离d及官能度f之间的关系为U(d)∝-f 3/2 ln(d/R). 当星形高分子核心间距离较小, 相互作用势与星形高分子核心间距离的对数呈线性关系时, 三体相互作用为吸引作用, 但其强度约等于二体作用的10%. 因此, 以二体作用为基础的基于粒子的模拟方法是基本合理的.     

软粒子力学性能的模拟研究

运用弹性膜理论结合三角网格动力学模型模拟研究了平行板压缩软粒子的过程, 仔细考察了压缩过程中软粒子的形状变化、应力响应、力学松弛和粘弹行为. 模拟结果与已有的实验基本一致.     

橡胶改性环氧树脂的固化诱导相分离

研究了一种新型的液体橡胶ZR与环氧树脂的固化反应诱导相分离过程,分别通过时间分辨的激光光散射、光学显微镜研究了两相结构的发展,并用DSC跟踪该体系的固化动力学。结果表明,该固化反应经历了不稳相分离过程(spindodal decomposition),固化动力学过程与相分离过程有强烈的依赖性,固化速度越快,橡胶相尺寸越大;并且当环氧固化反应转化率达80％时,橡胶相结构基本得以固定,最终得到双连续结构。     

高分子体系的自洽场理论方法及其应用

高分子体系的自洽场理论(self-consistent field theory, SCFT)是基于平均场近似的粗粒化模型, 特别适合研究发生相分离的非均相高分子体系在平衡态的相结构及相图, 其突出的优点在于能够考虑链拓扑构型、链序列分布等链的细节特点. 本文将对高分子体系的SCFT方法作较为详尽的介绍. 重点根据多年来我们自己的研究工作并结合实例, 简要介绍SCFT方法在具有复杂拓扑结构的多嵌段共聚高分子本体及稀溶液中的微相分离形态的预测、表面接枝高分子的纳米颗粒间的相互作用、含液晶体系的界面问题以及表面锚泊高分子链的囊泡形状问题等诸多前沿领域的具体应用. 最后, 展望了SCFT方法的可能发展方向和应用前景.     

受限薄膜中不对称两嵌段共聚高分子的微相形态

用强分凝理论方法研究了组分不对称(f≈0.25)的两嵌段共聚高分子在受限薄膜中的微相形态--层状相、平行柱状相和垂直柱状相.发现对中性基底,无论薄膜厚度为多少,垂直柱状相总是最稳定的相;而对亲少数相的基底,嵌段高分子的平均组成以及基底和两嵌段之间的相互作用能对薄膜体系的相行为有决定性影响.随着薄膜厚度的增加,层状相(包括奇数和偶数层数)、平行柱状相和垂直柱状相都有可能交替出现.