溶剂对嵌段共聚物AB/均聚物C共混体系增容效果的模拟研究

采用模拟退火方法研究了两嵌段共聚物AB/均聚物C共混体系在溶液中的相行为.关注于C与A/B为排斥作用时溶剂对它们的增容作用.考察了溶剂的加入量(以聚合物链节的浓度Φ表征)、加入C的体积分数f_c、C与AB的链长比X、C与AB排斥作用、溶剂S与C吸引作用强度等对体系相容性及组装行为的影响.构建了作为Φ和f_c的函数的形态相图.研究表明,当X小于0.5,且C与A/B间的排斥作用不是很强时,加入强亲A/C的溶剂能够提高体系的相容性.并获得了层状相、连通相、层中柱状相、核壳柱状相等相结构,其中层中柱状相是纯两嵌段共聚物体系中没有的结构.在高Φ值的体系中,C分布在A/B的界面上;在低Φ值的体系中,C分布在A相区中.研究表明,X越小,C与A、B嵌段的接触数越大,均聚物越容易与两嵌段共聚物相容;X越大,加入少量的均聚物体系就发生宏观相分离,且增加B/C间的排斥作用会降低体系的相容性.体系形态结构的转变以及微相分离到宏观相分离的转变都是体系的能量与熵之间竞争的结果.溶液体系中宏观相分离与熔体时的不同,溶液中部分C链节在AB的界面上以减小AB的接触,而熔体时全部的C链节均与AB宏观相分离.