Monte Carlo模擬研究活性聚合及聚合誘導(dǎo)自組裝.pdf

1、具有窄分子量分布的兩親性嵌段共聚物在溶液中可以自組裝形成各種膠束和囊泡結(jié)構(gòu)。這些聚合物有序聚集體可應(yīng)用于生物醫(yī)藥、催化、微電子等領(lǐng)域。為了獲得結(jié)構(gòu)固定、尺寸分布均勻的膠束或者囊泡，嵌段共聚物的分子量分布和鏈段組成比例必須保持低分散度?；钚跃酆希ɑ钚噪x子聚合和活性可控自由基聚合，是制備結(jié)構(gòu)和組成可控的嵌段共聚物的一種重要合成技術(shù)。最近幾年發(fā)展起來(lái)的聚合誘導(dǎo)自組裝方法，可以在聚合的同時(shí)獲得自組裝聚集體，方法步驟簡(jiǎn)單，產(chǎn)率高，有重要的工業(yè)

2、化應(yīng)用前景。
　　 本論文采用八格點(diǎn)與單格點(diǎn)MonteCarlo模擬方法研究了溶液自組裝體系和活性聚合反應(yīng)過(guò)程。我們的理論模型對(duì)研究聚合反應(yīng)誘導(dǎo)高分子自組裝的機(jī)理，驗(yàn)證和揭示聚合反應(yīng)誘導(dǎo)高分子自組裝的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有重要的幫助和理論意義。具體研究?jī)?nèi)容包括:
　　 1.分別使用MonteCarlo單格點(diǎn)與八格點(diǎn)鍵長(zhǎng)漲落模型模擬研究溶液中的嵌段共聚物的自組裝，觀察研究溶液自組裝形成膠束的相行為，通過(guò)改變?nèi)芤簼舛?、成核鏈段與溶劑之間

3、的相容性、各鏈段的相對(duì)長(zhǎng)度，觀察到了膠束尺寸和數(shù)目的變化，以及膠束形態(tài)在球狀和棒狀之間的轉(zhuǎn)變。討論了兩親性嵌段共聚物自組裝的形成機(jī)理及影響因素，并與實(shí)驗(yàn)及其它模擬進(jìn)行對(duì)比。通過(guò)比較兩種模型的模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在溶液體系中，八格點(diǎn)模型運(yùn)行效率更高，而單格點(diǎn)模型得出的膠束形貌更加規(guī)整和豐富。
　　 2.模擬研究活性聚合的動(dòng)力學(xué)過(guò)程，通過(guò)統(tǒng)計(jì)模擬聚合反應(yīng)過(guò)程中的單體轉(zhuǎn)化率，聚合物分子量，分子量分布等信息，證明聚合反應(yīng)是可控的活性聚合。研究

4、發(fā)現(xiàn)降低終止反應(yīng)發(fā)生的概率可以在反應(yīng)后期降低分子量分布系數(shù)，減少活性種濃度可以得到分子量分布更窄的聚合物，降低活性種存活的時(shí)間可以使反應(yīng)前期突躍時(shí)分子量分布變窄。研究結(jié)果表明，本論文建立的單格點(diǎn)模型符合活性自由基聚合的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)，可以用來(lái)研究活性聚合反應(yīng)。
　　 3.將聚合反應(yīng)和自組裝相結(jié)合，建立聚合誘導(dǎo)自組裝的模型，觀察了聚合誘導(dǎo)高分子自組裝形成的微觀結(jié)構(gòu)。通過(guò)調(diào)控聚合反應(yīng)概率，自組裝的退火速率，鏈段與溶劑之間的相容性等參數(shù)，