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本论文应用自洽平均场理论(SCMFT)研究了双嵌段共聚物混合体系的自组装相行为。
为了描述双嵌段共聚物混合体系平衡态的相行为,我们在标准高斯链模型的基础上推导出(A-B)1/(A-C)2混合体系和(A-B)1/(A-B)2混合体系的自洽平均场方程。
在平均场方程的基础上,针对Hashimoto等人有关对(A-B)1/(A-B)2混合体系中“共界面”作用的一些实验研究结果,我们应用倒空间方法进行了SCMFT计算,从理论上考证了混合体系中两类“共界面”作用——增大界面曲率和减小界面曲率,并构造出混合体系的平均场相图。本文通过自由能密度SCMFT计算值的比较从理论上解释了混合前分处于无序相、层状相的两种AB双嵌段共聚物熔体在混合后的混合体系柱状相的出现。此外,SCMFT计算还预言混合体系六角分布柱状相结构向体心立方球状相结构的相转变。我们的SCMFT计算结果与Hashimoto等人所报道的实验结果相比较,在一定程度上有较好的吻合。
我们对(A-B)1/(A-C)2混合体系进行的SCMFT研究主要考察了xBCN值对两种双嵌段共聚物可混性的影响。我们在研究中事先假定了xABN=xACN,并令f1A=f2A=0.5,κ2=1.0,这样使得两种共聚物链都具有对称结构和相同的聚合度。我们通过SCMFT计算发现,在给定xZBN=xACN值的情况下,当xBCN低于其临界值时,混合体系呈现单一相结构,而当xBCN大于其临界值时,混合体系将发生宏观相分离,出现两相共存结构。