Двухмасштабная неустойчивость и нетрадиционные кубические симметрии при микрофазном расслоении сложных блок-сополимерных систем

• Автор: Смирнова, Юлия Георгиевна
• Шифр специальности: 02.00.06, 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 124 с. : ил.

Оглавление
Введение

1 Микрофазное расслоение в блоксополимерных системах

1.1 Общие представления

1.2 Теория мнкрофазного расслоения в пределе слабой сегрегации

1.2.1 Корреляционные функции и диаграммная техника

1.3 Традиционные и нетрадиционные кристаллические структуры

1.3.1 Традиционные морфологии

1.3.2 Нетрадиционные морфологии

1.4 Угловая зависимость четвертой вершины и устойчивость нетрадиционных морфологий.

1.5 Эффекты пол и дисперсности.

1.6 Флуктуационные поправки
1.7 Исследование полимерных систем методами малоуглового рассеяния .
1.8 Двухмасштабная неустойчивость и нетрадиционные морфологии
2 Дпухмасштабная неустойчивость блоксополимерных систем
2.1 Спннодальный анализ смесей диАС и трнАВС блоксополимеров .
2.1.1 Теоретическая модель системы
2.1.2 Приближение случайных фаз для смесей АС и А ВС блок
сополимсров
2.1.3 Обсуждение результатов.
2.1.4 Выводы.
2.2 Сиинодадьпый анализ смесей диАВ и мультиАВп блоксоиолимсров
2.2.1 Теоретическая модель системы
2.2.2 Обсуждение результатов.
2.2.3 Выводы.
3 Фазовые диаграммы расплавов мультиблоксополимеров
3.1 Теоретическая модель системы.
3.2 Обсуждение результатов.
3.2.1 Симметричные системы 0.5
3.2.2 Несимметричные системы .
3.3 Выводы.
Заключение
Литература


Такие фазовые переходы могут быть как первого при этом термодинамические свойства вещества меняются скачком, так и второго рода термодинамические свойства вещества меняются непрерывно. Причем в большинстве случаев фазовый переход второго рода происходит как слабый переход первого рода изза наличия флуктуаций в системе . Феноменологическая теория Ландау ставит своей задачей нахождение связи между микроскопическими характеристиками системы и макроскопическими измеряемыми величинами температурой и т. Для количественного описания фазовых переходов Ландау ввел параметр порядка, который определяет степень отклонения координат частиц системы в менее симметричной фазе от их значений в более симметричной фазе. Такой параметр порядка величина макроскопическая, поэтому характерный размер изменения этой величины должен быть велик по сравнению с расстоянием между частицами системы i . Общий математический подход к теории фазовых переходов был предложен Ландау , см. Для описания переходов порядокбеспорядок i ii, Ландау постулировал разложимость свободной энергии в ряд по степеням параметра порядка Ф, ограничиваясь первыми членами разложении, что справедливо, строго говоря, для переходов второго рода. Т ГСФ2 6Ф3 сФ4 1. Фо параметр порядка в неупорядоченной фазе равен нулю. Для термодинамической устойчивости необходимо, чтобы 0 в критической точке и с 0. ЛандауГинзбурга. Т ГсФ2г ЬФ2г сФ4г УФг2 1. Теория Ландау справедлива пока средний квадрат флуктуации параметра порядка, усредненного но объему с линейными размерами порядка радиуса корреляции гс, мал по сравнению с характерной величиной Ф0. ГГ, 1. Если критерий не выполняется, необходимо учитывать флуктуационные эффекты . Важной задачей физики полимеров является предсказание фазовое поведения полимерных систем с заданным химическим строением макромолекул. Изза характерного для всех полимеров цепного строении оказывается возможным общее рассмотрение их свойств при помощи методов статистической физики. Возможность статистической трактовки обусловлена тем, что полимерные цепн состоят из большого числа однотипных звеньев и являются гибкими объектами. Для статистической физики характерно существование больших ансамблей объектов, обладающих независимыми степенями свободы. Хотя мономерные звенья изза связанности в цепь не обладают независимыми степенями свободы, тем не менее оказывается возможным термодинамическое описание, а звенья выступают в роли квазикомпонент , . Переходы из пространственно однородного состояния, характеризуемого некоторой средней плотностью, в неоднородное упорядоченное, соответствующее некоторому распределению плотности в пространстве, найдены во многих блоксополимерных системах 2, 4, . Физической причиной этого упорядочения, называемого микрофазпым расслоением i i ii, , является тенденция блоков разных химических типов например, Л и В к расслоению обычно с понижением температуры. Ниже определенного значения температуры энергетический выигрыш при сегрегации превышает энтропийный проигрыш, и расслоение становится термодинамически выгодным. Если рассматривать полимерную систему вблизи , то четкой границы раздела между доменами, областями с различным составом, нет, и отклонения плотности концентрации в любой точке от среднего значения малы. Такое рассмотрение соответствует пределу слабой сегрегации i i, . На фазовой диаграмме диблоксополимерного расплава соответствует переходу в объемноцентрированную кубическую ВСС фазу с последующими, при понижении температуры, переходами между ВСС и двумерной гексагональной структурой X, X и одномерной ламелярпой решеткой см. Параметр ФлориХаггинса, характеризует объемное взаимодействие звеньев а, Р. Однотипные звенья смешиваются, Хал 0, а для звеньев разных сортов смешение энергетически невыгодно, X 0 . Дальнейшее понижение температуры приводит к тому, что границы раздела между разными доменами становятся более четкими см. I и в пределе описываются ступенчатой функцией режим сильной сегрегации, i i, . Общая теория для описания микрофазного расслоения в полимерных системах была предложена Е. Хельфандом в г.