三嵌段共聚高分子在固液界面上吸附及架桥行为的Monte Carlo模拟

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该文首先利用Monte Carlo模拟方法对非选择性溶剂中对称三嵌段共聚物在固液界面的吸附行为进行了研究.结果表明,表面覆盖率θ与非吸附链节在三嵌段共聚物中所占的比例的乘积在体相浓度一定时为常数,而与链长几乎无关.吸附量的对数与相对温度的倒数几乎成一线性函数.当吸附能相对较大时,随着吸附性链节所占比例的增大,吸附量出现一最大值.在某一吸附能下,不同链长链的吸附量几乎相等.末端吸附型的共聚物,链长不同时,吸附量几乎相等;对于中间吸附型共聚物,浓度较低时,吸附量几乎相等,而浓度相对较高时,较长的非吸附性链段吸附量较大.如果吸附链节指定是A,则A<,m>B<,n>,A<,m/2>B<,n>A<,m/2>及B<,n/2>A<,m>B<,n/2>的trains,tails构型的大小与数量分布曲线均含有两个波峰,峰值及峰的位置由链连接方式及对比吸附能决定.A<,m/2>B<,n>A<,m/2>容易形成大的loops构型.链连接方式也影响到表面覆盖率及吸附量.除非吸附能及非吸附性链节数量相对较小,否则吸附量由小到大的顺序是B<,n/2>A<,m>B<,n/2>,A<,m/2>B<,n>A<,m/2>,A<,m>B<,n>.共聚物B<,n/2>A<,m>B<,n/2>的表面覆盖率、吸附量及吸附层厚度总是最小.其次,该文用Monte Carlo模拟方法研究了非对称三嵌段共聚物的吸附行为.模拟结果表明,对于末端吸附型共聚物,分子结构会同时对trains,tails及loops构型的尺寸分布产生影响,而对于中间吸附型共聚物,分子结构则主要影响tails构型的尺寸分布.分子结构对称性越好,表面覆盖率及吸附量就越小.增大吸附能,由分子结构所产生的差异将会增大.对于末端吸附型的共聚物,随着分子结构对称性的增加,在吸附能较高的情况下,吸附层厚度减小,而在吸附能较低时,吸附层厚度增大;而对于中间吸附型的共聚物,吸附层厚度总是随着分子结构对称性增加而减小.表面覆盖率和吸附量的值能通过一结构因子进行估算.最后,该文应用Monte Carlo方法研究了三嵌段共聚高分子的架桥作用.结果显示:对称性三嵌段共聚高分子的架桥率在同种性质的壁面间架桥率会随壁面间距的减小、吸附能增加、链长的增加而增加;随链组成的变化出现极大值.对称性高分子在均匀壁面间的架桥率高于非对称性高分子在均匀壁面间的架桥率,且随着对称性的下降而降低.对称性高分子在均匀壁面间的架桥率高于其在非均匀壁面间的架桥率,且随着壁面间性质差异的上升而降低.然而,在分子的对称性较差时,架桥率反倒随壁面的非对称性程度的增加而增加.
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