嵌段共聚物的分子构型与微相分离结构之间的依赖关系,对聚合物材料的性能以及应用起着关键的作用。梳形嵌段共聚物是一类比较典型的复杂嵌段共聚物,由于分子结构的高度有序性以及实验条件的客观限制,目前关于梳形嵌段共聚物体系的研究非常有限。本文利用聚合物密度泛函理论,针对梳形嵌段共聚物的本体和溶液,以及与其它高聚物的共混体系,系统研究了体积组成、链长、嵌段比例和溶剂性质等对微相结构的影响,为将来胶束的合成及应用提供了理论指导。主要工作如下:1.把聚合物密度泛函理论成功应用于梳形嵌段共聚物体系中。在梳形嵌段共聚物本体中,随着主链两端自由链长度的增加,微相结构从柱状转变为平板状。在均匀接枝的梳形嵌段共聚物溶液中,随着憎溶剂嵌段与溶剂间Flory-Huggins作用参数的改变,自组装生成了球状、柱状以及囊泡等胶束形态。模拟计算结果分别与自洽场理论以及实验进行了比较,取得了一致的结论。2.在梳形嵌段共聚物溶液体系中,首次系统考察了接枝密度、侧链和主链长度以及溶剂性质,对自组装胶束形态的影响。在胶束形态转变过程中,发现了环状、笼状以及“sphere-in-vesicle”结构的新颖胶束形态。从能量角度对胶束有序结构进行了分析,长程作用项起关键作用。绘制了在选择性溶剂中的胶束形态相图,为将来的实验合成以及应用提供理论指导。3在梳形嵌段共聚物/线形憎溶剂均聚物溶液体系中,首次系统考察了均聚物的体积组成、链长度以及溶剂性质,对协同组装胶束形态的影响。形成的大球状结构胶束中,均聚物单独聚集在胶束核中央,形成一个微区,把梳形嵌段共聚物链段向胶束外侧排挤,发生了从微观相分离到宏观相分离的转变。考察了大球状胶束尺寸和体系能量的影响因素,为胶束的协同组装设计提供理论指导。4在梳形嵌段共聚物/线形两嵌段共聚物溶液体系中,首次系统考察了两嵌段共聚物的体积组成、链长度、憎/亲溶剂嵌段比例以及溶剂性质,对协同组装胶束形态的影响。协同组装生成的大球状结构胶束中,线形两嵌段共聚物的憎溶剂嵌段分布在胶束核的内侧,而梳形嵌段共聚物的憎溶剂嵌段分布在胶束核的外侧,两种共聚物的亲溶剂嵌段共同组成了胶束的壳层。考察了体系能量的影响因素,为胶束的协同组装设计提供理论指导。