无机物组分对嵌段高分子结构的影响

通过同步辐射X射线吸收、小角散射、光学显微镜、原子力显微镜等手段建立研究无机物与嵌段共聚物之间不同作用下的微观、介观和宏观尺度的分析检测方法；观测高氯酸锂、乙酸铜、无机纳米粒子与PS-P4VP（或PS-P2VP）、PS-PEO、PLA-PEO等嵌段共聚物作用以后嵌段共聚物的微相结构或结晶结构以及无机物／嵌段共聚物体系的微相分离或结晶动力学；研究无机物的作用引起的嵌段共聚物的结构改变和对嵌段共聚物的微相分离结构或结晶结构的影响；揭示各种无机物作用下的嵌段共聚物微相分离、结晶以及形态演化的规律；实现在无机物与高分子的不同作用对高分子形态结构的控制；为功能高分子材料设计、制备提供有价值的指导。

利用偏光显微镜、红外光谱、DSC和X 射线广角衍射、X 射线小角散射等技术主要研究了锂盐对PEO和PCL结晶结构和结晶行为的影响；观察了PS-b-PEO和PS-b-P4VP在选择性溶剂中的组装形貌和不同溶剂诱导的组装形貌；研究了乙酸隔对PS-不PEO和PS-b-P4VP结构及有序-无序转变的影响。研究结果表明：LiClO4 对PEO的结晶具有成核作用，同时由于锂离子与PEO的配位效应使得球晶的生长速度变慢，PCL以及PCL/LiClO4 体系的结晶初始阶段存在预有序结构并且该有序结构的尺度与结晶后的片晶厚度相当。PS-b-PEO薄膜在溶剂退火的条件下，形貌会发生大的变化；随着混合溶剂水/甲苯中水含量的增加，会发生胶束球由分散到聚集、碰撞、融合，并且PS和PEO各自迁移，形成六方柱结构；在一定体积分数内，六方柱的直径随水含量增大而增加；在体积分数大于0.50以后，六方柱结构遭到破坏；在聚合物体系中加入无机盐后，由于无机盐离子与嵌段共聚物中PEO段的络合作用，影响其结构形貌；无机组分的加入使得嵌段共聚物的有序性变差，但是PEO的结晶结构基本没有影响；原位同步辐射结果表明二者的结构转变和转变温度也不相同。PS-b-P4VP嵌段共聚物在选择性溶剂中形成球形胶束，涂膜后胶束形成六方cylinder结构，并且这种结构可以通过THF进行优化，或者通过PS-b-P4VP的选择性溶剂进行cylinder的核壳转变，当使用两段选择性溶剂的混合溶剂诱导时，cylinder被破坏，形成双连续结构；镉离子的加入由于盐的络合使聚合物两嵌段的相互作用参数进一步增大破坏了薄膜的稳定性，使薄膜不能润湿基底表面，薄膜的有序性随镉盐含量的增加而变差；同步辐射结果证明无机组分的加入使得嵌段共聚物的有序性变差，长周期变小，结构转变和转变温度也会改变。