嵌段共聚物在溶液中自组装形态的模拟退火研究

摘要

软物质自组装行为的模拟研究为自组装纳米材料的实际应用过程提供指导，也为高分子自组装相行为的理论研究提供依据。其中嵌段共聚物在溶液中的自组装行为最近得到广泛关注，大量的实验结果所得纳米球状胶束在药物传输等生物医药领域得到广泛应用。本论文模拟研究嵌段共聚物在双溶剂中的自组装行为，采用模拟退火方法使得高分子溶液从最初的无序态达到有序状态，使得最终状态为热力学平衡状态，不受初始条件和随机数等因素的影响，保证了模拟结果的正确性。
　　本论文第一章对软物质的定义、几种典型的软物质进行了介绍，然后进一步介绍了软物质自组装的物理过程以及其物理本质，最后简单介绍了本论文的研究方法。
　　论文的第二章研究了ABA非对称三嵌段共聚物在双溶剂中的自组装行为。其中A嵌段由亲水单体组成，B嵌段为厌水嵌段，双溶剂中一种为共溶剂，与实验上的有机溶剂相对应;一种为选择性溶剂，对应于实验上所用水，模拟体系中它对A嵌段是良性的，而对B嵌段是不良溶剂。模拟发现在很宽的参数变化范围内形成囊泡构型，随着长链段A单体数目即共聚物非对称性的增加，囊泡壁外侧短链段A单体密度逐渐减小，内侧密度逐渐增加;长链段A单体在囊泡内外两侧的密度均逐渐增加，且增加到一定程度后形成由长链段A单体所形成的内核，再进一步增加非对称性将会形成具有短链段A单体内核的实心球状胶束。
　　本文第三章研究AB两嵌段共聚物在双溶剂中的自组装行为。其中双溶剂中一种为共溶剂，对应于实验上所用一般为有机溶剂;另一种溶剂是不良溶剂，对应于实验上所用水溶剂。模拟发现，在不良溶剂比逐渐增加的过程中，出现了由层状相向洋葱相的相转变过程，这与实验上蒸发良溶剂来获得洋葱相的现象相符。同时，模拟发现在增加不良溶剂与B单体之间的排斥作用时，也会出现由层状相到洋葱相的转变，这就为实验上的研究提供了进一步的思路。
　　论文的第四章对全文进行总结，归纳概括本论文所有研究内容。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

第一节 软物质

1．1．1 软物质

1．1．2 聚合物

第二节 软物质自组装

1．2．1 自组装

1．2．2 嵌段共聚物在溶液中的自组装

1．2．3 嵌段共聚物在溶液中的自组装形态：囊泡

第三节 嵌段共聚物自组装体系的模拟模型与方法

1．3．1 分子模拟

1．3．2 格子化MC模拟

第四节 本论文的选题意义及基本框架

第二章 ABA三嵌段共聚物在双溶剂中的自组装行为

第一节 引言

第二节 理论模型和研究方法

第三节 A1B18Ax的模拟分析

2．3．1 B单体与选择性溶剂问相互作用为4时的模拟结果

2．3．2 B单体与选择性溶剂间相互作用为6时的模拟结果

2．3．3 B单体与选择性溶剂间相互作用为8时的模拟结果

2．3．4 B单体与选择性溶剂间相互作用为10时的模拟结果

2．3．5 B单体与选择性溶剂间相互作用为12时的模拟结果

第四节 A1BxA4的模拟分析

第五节 A2B18Ax的模拟分析

第六节 小结

第三章 AB两嵌段共聚物在双溶剂中的自组装研究

第一节 自组装沉淀法制备厌水性双嵌段共聚物胶束

第二节 AB双嵌段共聚物在双溶剂中的自组装行为模拟研究

2．3．1 A4B4双嵌段共聚物自组装行为随不良溶剂比的变化情况

2．3．2 AB双嵌段共聚物自组装行为随不良溶剂与B单体作用参数的变化情况

第三节 小结

第四章 总结与展望

参考文献

致谢

个人简历 在学期间发表的学术论文与研究成果