颗粒/气体在聚合物界面聚集行为理论研究

发布时间：2025-06-27 01:08

　　通过向不同聚合物中加入纳米颗粒,可得到多种多功能复合材料；聚合物对气体的溶解,与聚合物加工及气体分离等过程密切相关。在颗粒/聚合物和气体/聚合物组成的复合体系中,两种的作用机理相似,即颗粒或气体的聚集(分散)与聚合物化学特性及拓扑结构直接相关,而聚合物的微相分离等性质也会受到颗粒或气体的影响。采用相同或相似的理论方法,可以从微观层面分析不同因素对宏观行为的影响,这对于设计、开发新型材料是非常重要的。本文从分子(基团)问相互作用出发,通过构建相关理论模型,结合量化计算和分子模拟,分析颗粒/聚合物和气体/聚合物体系的微观结构,并由微观结构演化导出颗粒和气体在聚合物界面的聚集性质,即实现从分子(基团)作用-微观结构-宏观性质的机理解释。具体工作包括：(1)以颗粒/均聚物/溶剂体系为研究对象,研究颗粒及聚合物在固体表面聚集(分散)的平衡和非平衡行为。结合聚合物积分方程理论和密度泛函理论,构建了新的自由能泛函,表征聚合物拓扑结构对体系自由能的贡献,分析了聚合物构型熵及堆积熵对颗粒在表面聚集(分散)平衡的贡献。基于胶体的动力学密度泛函方程和溶剂力张量方程,引入聚合物链结构的自由能表达和运动张量,构筑...

【文章页数】：141 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图２－５在颗粒／柔性线型聚合物溶液中，溶剂力作Ｗ对颗粒在岡体表面附近聚集憎况的影响

?２?ｚ／Ｏｐ?３?４??图２－４外场作Ｗ由强转弱时，随着时间推演不同溶液中聚合物在时体表面密度分布在变化。??（ａ）颗粒／柔性线巧聚合物体系，炸）颗粒／柔性吊巧聚合物体系，（Ｃ）颗粒／中．柔性线巧聚合物体??系和州颗粒／平柔性吊巧聚合物体系??Ｆｉｇ．?２－４?Ｔｉｍｅ?ｄｅｐ....

图３－２不同体系平衡后的结构示意圏

尺寸和密度分布已经不会再发生大的变化。??３．４结果与讨论??通过分子模拟，嵌段共聚物的微相分离形貌可Ｗ直观的呈现出来，图３－２为??不同体系模拟平衡后的最终形貌。Ａ嵌段和Ｂ嵌段分别用红色和蓝色珠粒表示。??图３－２ａ展示了狭缝孔内柔性－柔性嵌段共聚物的微相分离形貌。体系的对比密....

图３－３柔性－柔性嵌段共聚物化本体中的密度分布，其中ｐ＇＝?０．８０，?＾＝１．０，?Ｅｂｂ?＝１．０，??巧ｌｓ＾＝１．０

＾ｂｂ?＝?１?？〇，ａｎｄ?ｆ?ａｂ?＝?１－０?■?Ｔｈｅ?ｒｅｄ?ａｎｄ?ｂｌｕｅ?ｌｉｎｅｓ?ｒｅｐｒｅｓｅｎｔ?Ａ－ｂｌｏｃｋ?ａｎｄ?Ｂ－ｂｌｏｃｋ，?ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．??Ｔｈｅ?ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ?ｆｕｌｌ?ｓｙｍｂｏｌｓ?ａｒｅ?ｓｉｍｕｌａｔｉ....

图３－４计舞体系及符号表示和

北京化Ｔ．乂学博Ｉ：学位论文??１??图３－４和图３－５均显示理论和模拟结果相吻合。观察Ｈ个体系的模拟数据可Ｗ发??现，在共聚物界面和每层分相的中部出现了密度耗散区域（密度凹陷区域），这??主要是由于聚合物链或多或少的会被固定在界面处，界面处出现了炯排斥作用，??导致密度的耗散。....

本文编号：4053560