两嵌段共聚物薄膜在两平行壁间微相分离的Monte Carlo模拟

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该文使用Monte Carlo方法分别对约束在两个相同的平行硬壁间的对称和不对称两嵌段共聚物熔体的微相分离过程进行了模拟.首先,我们模拟了对称两嵌段共聚物薄膜的微观形态.对壁面-嵌段相互作用强度和薄膜厚度不同的各种体系进行了一系列模拟.模拟结果表明:壁面性质不同时,平行壁间的对称两嵌段共聚物薄膜都形成层状相,但层的取向由壁面性质决定.为了解释不同性质壁面体系的构形机制,我们计算了不同取向的平行层结构的能量和链构象的均方末端距.然后,我们通过改变A嵌段(较短嵌段)的体积分数f,考察了不对称两嵌段共聚物薄膜的微观形态.另外,为了更具体的了解壁面性质对两嵌段共聚物熔体微观形态的影响,我们分别对组成为f=0.3的两嵌段共聚物熔体的体相和在薄膜中的相行为进行了详细研究,并得到以下结果:(1)在体相时,A嵌段形成Gyroid相,此模拟结果与实验及平均场理论所得结论一致;(2)当此组成的共聚物熔体约束在两平行壁中时,通过改变壁面性质得到各种非Gyroid形态,其中包括:平行层状(L//),球形(S),平行柱状(C//),垂直柱状(C),穿孔层状(PL//),双连通态(与Gyroid取向不同);(3)当壁面与其中一个嵌段有强相互作用时,薄膜厚度的改变对其微观形态的影响比较大.
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