嵌段共聚物薄膜中去润湿和微相分离及结晶的相互作用

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yysjtu
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本论文以结晶性的PCL-b-PLLA为研究对象,从软物质的动力学效应出发,系统的研究了该嵌段共聚物薄膜在不同动力学路径下松弛时,去润湿和微相分离及结晶这三者之间的相互作用。   在喷碳云母基板上,去润湿速率和微相分离速率发生相互竞争,在较高的温度下,微相分离过程占优势,其组分涨落效应可以使薄膜保持相对稳定;随着温度的降低,微相分离在与去润湿的竞争过程中逐渐弱化,从而使薄膜的去润湿速率在表观上呈现出随温度降低而加快的反常现象。当PLLA嵌段在薄膜去润湿过程中发生结晶时,晶体生长前沿的液滴发生铺展,这是由结晶驱动分子链扩散以及去润湿过程形成非均一可塑性液滴的共同作用下造成的;结晶最终完全消耗去润湿形成的不成熟液滴,得到flat-on取向的指状晶体。   在纯云母基板上,去润湿过程完全占主导,PLLA嵌段在薄膜完全发生去润湿后结晶。结晶的初级成核、晶体的生长与结晶路径(热结晶和冷结晶)、温度以及薄膜自憎润所形成的特殊的表面结构均有很大关系,润湿层中既能形成flat-on也能得到edge-on取向的晶体形态,结晶最终只能使成熟的去润湿液滴发生不同程度的形变。通过进一步降低薄膜的初始厚度,薄膜去润湿的动力学过程和状态发生改变。当初始膜厚h<10nm时,初始退火后得到的润湿层不连续,润湿层的厚度也随着膜厚的降低而降低;随退火时间的延长,不连续的润湿层逐渐愈合;进一步退火后,润湿层发生纳米去润湿。此外,冷结晶过程也可以诱导纳米去润湿的发生。   界面性质、初始膜厚和温度等影响去润湿、微相分离及结晶动力学过程的参量可以调控这三者的相互作用。
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