超分子聚合物薄膜的表面形貌及其转变

来源 :中国科学院长春应用化学研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:nopromises
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超分子聚合物是指单体通过非共价键相互作用(如氢键、静电相互作用、配位键、π-π堆积等)连接而形成的分子聚集体。超分子聚合物表面微观结构的研究是当今超分子领域的热门课题。   本论文工作利用静电相互作用和氢键作用将两种表面活性剂小分子连接到二嵌段共聚物PS-b-P4VP的分子链上,由此得到超分子聚合物PS-b-P4VP(DBSA)1.0(PDP)1.0。首先,主要研究了超分子聚合物PS-b-P4VP(1:1)(DBSA)1.0(PDP)1.0在薄膜状态下的表面形貌以及改变非共价键相互作用时薄膜形貌的转变。由于溶剂对不同嵌段的亲和性的差异、嵌段的表面能不同以及梳形嵌段P4VP(DBSA)1.0(PDP)1.0和PS嵌段间的重量分数的差别,薄膜表面形成球形的PS微区分散在P4VP(DBSA)1.0(PDP)1.0基体的形貌。由于氢键对温度的响应性,高温退火后,薄膜的表面形貌由球形突起转变成凹陷的孔穴。其次,研究了溶剂性质对超分子聚合物薄膜表面形貌的影响。选用了PS、P4VP嵌段的四种中性溶剂。随着溶剂对嵌段的亲和性逐渐减小,超分子聚合物PS-b-P4VP(7:3)(DBSA)1.0(PDP)1.0薄膜表面从条纹状形貌(平行于基底的柱状结构)转变成球形突起的形貌(垂直于基底的柱状结构)。超分子聚合物PS-b-P4VP(1:1)(DBSA)1.0(PDP)1.0随着溶剂的挥发性逐渐减小以及溶剂对嵌段的亲和性逐渐减小,薄膜表面形成的球状微区的有序性逐渐降低,并且在高沸点的溶剂(N,N-二甲基甲酰胺)中,微区的尺寸也明显变小。这些结果表明,我们能够通过改变非共价键相互作用以及选用不同的溶剂来调控超分子聚合物薄膜表面的形貌。
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