Макро- и микрофазное расслоение в растворах АВ полиблок-сополимеров

• Автор: Тарасенко, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 120 с. : ил.

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Два типа взаимодействия

1.2. Объемные взаимодействия

1.3. Предел сильной сегрегации

1.4. Приближение случайных фаз

1.5. Вычисление корреляторов в рамках приближения случайных

1.6. Рассеяние света растворами макромолекул

1.7. Спинодаль. Общее условие микрофазного расслоения

1.8. Критические поверхности. Применимость приближения

случайных фаз

1.9. Фазовые диаграммы расплавов блок-сополимеров
1.10. Традиционные и нетрадиционные морфологии
1.11. Трехкомпонентные системы
1.12. Растворы блок-сополимеров
Глава 2. Спинодальная устойчивость растворов АВ полиблоксополимеров
2.1. Описание модели
2.2. Анализ спинодальной устойчивости

Глава 3. Применимость приближения случайных фаз.
Критические поверхности растворов АВ полиблок-сополимеров
Глава 4. Фазовые диаграммы растворов АВ полиблоксополимеров
Заключение. Основные результаты и выводы
Благодарности
Список литературы

Одним из наиболее интересных явлений физики полимеров, которое привлекает ученых уже около 30 лет, можно считать микрофазное расслоение. Оно наблюдается во многих полимерных системах. Многие свойства блок-сополимеров определяются способностью к микрофазному расслоению и образованию микроструктуры с доменами из различных блоков. Блоки, из которых состоит макромолекула, несовместимы и стремятся к расслоению, но макроскопическая сегрегация невозможна из-за наличия ковалентной связи между блоками. В результате такого противоречия возникает микрофазное расслоение с образованием термодинамически устойчивой доменной структуры. Для улучшения свойств материалов в качестве низкомолекулярного пластификатора к блок-сополимерам можно добавить растворитель. Качество растворителя и концентрация полимера в значительной степени влияют на образование самоорганизующихся структур и определяют морфологию. Поэтому использование растворителя позволяет управлять морфологией системы и улучшать качество блок-сополимерных материалов.
Обычно растворители разделяют на селективные и нейтральные (неселективные) растворители. Неселективные растворители одинаково взаимодействуют с каждым блоком сополимера и изменяют термодинамическое состояние системы, экранируя невыгодные полимер-полимерные взаимодействия. Селективные растворители различно взаимодействуют с блоками каждого сорта и оказывают сильное влияние на формирование наноструктур и мицелообразование.
Поведение растворов блок-сополимеров определяется конкуренцией двух основных факторов - характерного для гомополимерных растворов стремления к расслоению полимера и растворителя на две макроскопические фазы, и присущей расплавам блок-сополимеров тенденции к микрофазному расслоению. Какая из этих тенденций окажется доминирующей, зависит от

(115) играют важную роль в определении устойчивости рассматриваемых систем.
Для линейных регулярных полиблок-сополимеров (А„ВтД или (АПВОТДА„ функции (115) имеют вид:
8лл=САА{*АД(е,/л“)+2Ч'(е,/А',)!е-!г,1-А‘,2(еДл))
8оП=С„„{4„Д(&/„'') + 2Ч'(а/в',)!е-№л‘'Е(еДв)}
= сАВт(е,Лл' Ма/Дё (ед)+=(ед+1)1*=** = *„ (116)
8Ав=САВЧ'(а/*)р(а/в'>н(е,*г)Д = тах{«:А,<гв},
где введены следующие обозначения
42,/*)
ехр(-24*)-1+а:;
(24*)’
24*
..(Г. к)_ ехр(-бЛ-,)-А-. ехр(-е)-1 + Лг,
(1-ехР(-е))2 • <117>
Г1 - (пйх ГМ2 Г - (п^ Г - ЛТ*М2 Г*1' ?л'
АА - Д^Ю! М* /А > , '-'ВВ ~ дгШ! V" /В / , АВ “ п > J К Jв ,
е = 9гА'*о!/б = 9!Я!, /А*=л/Л' /в* = иг/ ЛГ‘".
Здесь Ил'=п + т - степень полимеризации повторяющегося блока АИВСТ, /Д°‘ =кАп + квт - полная степень полимеризации макромолекулы, /„‘ -доля звеньев а-го сорта в блоке, д = |я|, а - статистический сегмент, /? -радиус инерции идеальной гауссовой цепи.
При () = 0 выражения для компонент структурной матрицы (116) существенно упрощаются: