Теоретическое изучение мицеллообразования и микрофазного расслоения в трехкомпонентных полимерных системах

• Автор: Палюлин, Владимир Владимирович
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 114 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. Физические явления в многокомпонентных полимерных системах

1.1 Мицеллообразование в растворах диблоксополимсров.

1.1.1 Экспериментальные методы, используемые для исследования характеристик мицелл.

1.1.2 Фазовое поведение растворов диблоксополимеров экспериментальные исследования

1.1.3 Теоретические подходы к изучению поведения диблоксополимеров в растворе

1.2 Мицеллообразование в растворах многокомпонентных блок

сополимеров. Способы получения мицелл сложной структуры. .

1.2.1 Мицеллы сложной структуры.

1.2.2 Янусовские и смешанные мицеллы. Экспериментальные исследования

1.2.3 Янусовские и смешанные мицеллы. Теоретические подходы 1.3 Гребнеобразные макромолекулы
1.3.1 Синтез гребнеобразных сополимеров
1.3.2 Особенности поведения гребнеобразных сополимеров в хорошем растворителе.
1.3.3 Гребнеобразные макромолекулы, адсорбированные на плоской поверхности
1.4 Микрофазиое расслоение в блоксополимерпых системах
1.4.1 Экспериментальные исследования микрофазных структур
1.4.2 Исследования микрофазного расслоения методами компьютерного моделирования.
1.4.3 Теоретические подходы при изучении микрофазного расслоения .
Глава 2. Исследование стабильности смешанных мицелл в селективных растворах смесей двух типов диблоксополимеров АВ и ВС
2.1 Теоретическая модель системы и расчет свободной энергии смешанных мицелл
2.1.1 Физические причины образования смешанных мицелл .
2.1.2 Расчет свободной энергии. Предположения и допущения. .
2.1.3 Расчет свободной энергии смешанных и чистых мицелл. . 2.2 Фазовые диаграммы смесей диблоксополимеров в разбавленном
растворе
2.3 Невозможность термодинамической стабильности янусовских
мицелл в растворах смеси диблоксополимеров АВ и ВС.
2.4 Выводы.
Глава 3. Микрофазнос расслоение в расплавах двойных гребнеобразных сополимеров с равномерным распределением точек пришивки
3.1 Теоретическая модель системы
3.2 Сиинодали микрофазного расслоения расплавов двойных гребнеобразных сополимеров с равномерным распределением точек
пришивки .
3.3 Выводы.
Глава 4. Влияние распределения точек пришивки на спинодаль микрофазного расслоения в гребнеобразных сополимерах
4.1 Теоретическая модель системы
4.2 Сиинодали микрофазного расслоения расплавов двойных гребнеобразных сополимеров при различных распределениях точек
пришивки боковых цепей
4.3 Выводы.
Заключение
Литература


Предполагается, что растворитель селективен хороший для блоков типов А и С и плохой для звеньев типа В. Производится построение фазовых диаграмм, на которых показаны области различных морфологий. При этом изучаются вариации областей стабильности фаз при изменении поверхностного натяжения на границе ядрокорона, длины диблоксополимеров и соотношения длин растворимого и нерастворимого блоков. Третья глава посвящена изучению особенностей кривых перехода из однородного состояния в упорядоченное в расплавах двойных гребнеобразных сополимеров с равномерным распределением точек пришивки боковых цепей. Исследуется влияние числа точек пришивки, величины параметров ФлориХаггинса и длины различных блоков па размеры области микрофазного расслоения. В последней, четвертой, главе рассматривается влияние строения гребнеобразных сополимеров на размер области микрофазного расслоения в расплаве и проводится сравнение кривых спинодали для различных типов распределения точек пришивки боковых цепей случайного, градиентного и равномерного. В приложении дается вывод парных корреляционных функций плотности звеньев в однородной фазе расплава двойных гребнеобразных сополимеров. В рамках модели сильной сегрегации определены области термодинамической стабильности смешанных мицелл в растворах смесей диблоксополимеров АВ и ВС. Изучено влияние длины сополимеров и величины параметров взаимодействия между полимерными звеньями. Показано, что переход из смешанных мицелл в чистые может происходить с изменением симметрии агрегатов. Проведены расчеты кривых спинодали микрофазного расслоения расплавов двойных гребнеобразных сополимеров. Исследовано влияние распределения точек пришивки на положение перехода из однородного состояния в упорядоченное. Показано, что переход к менее равномерному распределению приводит к расширению области стабильности неоднородных структур. При определенных значениях параметров ФлориХаггинса была обнаружена двухмасштабная неустойчивость в расплавах двойных гребнеобразных сополимеров, что говорит о возможности получения микрофазных структур с двумя характерными периодами в расплавах данного типа молекул. Найдено два характерных типа поведения спинодали микрофазного расслоения в расплавах гребнеобразных сополимеров как функции повторяющихся элементов один из них имеет место при малых, а второй при больших значениях длины участка основной цепи между соседними точками пришивки. Рисунки и таблицы пронумерованы отдельно для каждой главы. Изучение полимерных систем как особого класса объектов началось благодаря работам Г. Штаудингера, доказавшего их ценного строение. Первые десятилетия основное внимание исследователей было сосредоточено на изучении конформациоииых свойств гомополимерных систем, что заложило основу классической структуры монографий, посвященных физическим свойствам полимеров , , , . Оказалось, что связанность полимерных звеньев в цепь приводит к совершенно уникальным свойствам макромолекул. Большая часть теоретических подходов к изучению полимеров основана на моделях, в которых проводится разделение между взаимодействиями ближайших по цепи звеньев и дальними взаимодействиями. Первые обусловлены жесткостью полимерной цепи, зависящей от валентных углов, потенциалов вращения, электростатического отталкивания при наличии нескомпенсироваыиых зарядов и т. Вторые определяются объемными взаимодействиями далеких по цепи мономеров или звеньев, принадлежащих разным цепям. Подобное приближение позволяет вычислить свободную энергию отдельной полимерной цепи или совокупности макромолекул как сумму вкладов конформационной энергии, энергии изгиба полимерной цепи и энергии объемных взаимодействий. Данный метод позволил предсказать и описать большое количество весьма интересных эффектов в гомополимерных системах, таких, как переход клубокглобула , , коллапсиабухание трехмерных полимерных сеток в растворителе , , вытягивание основной цепи в гребнеобразных гомополимерах , , эффекты спонтанного искривления основной цепи , и многие другие. Стоит заметить, что усложнение строения гомополимеров, т.