嵌段共聚物Polystyrene-b-Polylactide(PS-b-PLA)自組裝薄膜的形貌及其取向研究.pdf

1、嵌段共聚物(block copolymer, BCP)鏈段之間是由共價鍵連接的,不同鏈段之間在熱力學(xué)上是不相容的,所以在一定條件下嵌段共聚物可以發(fā)生微相分離(microphase separation),形成尺寸從幾到幾十個納米范圍的有序結(jié)構(gòu)。嵌段共聚物薄膜通過微相分離形成的微結(jié)構(gòu)取決于嵌段共聚物的分子參數(shù)、薄膜厚度、界面條件以及外場控制等因素。聚苯乙烯-聚乳酸(Polystyrene-b-Polylactide, PS-b-PLA)中

2、 PLA相可以通過簡單的化學(xué)方法去掉而不影響基體相PS的結(jié)構(gòu),因此具有廣泛的用途。
　　本文首先采用旋涂法(spin-coating)制備了PS-b-PLA薄膜,通過原子力顯微鏡(AFM)表征結(jié)果分析研究了退火溫度、退火時間、基底以及薄膜厚度對 PS-b-PLA自組裝薄膜形貌和取向的影響。結(jié)果顯示:在150℃下進行不同時間退火可以得到平行于基底的短棒狀結(jié)構(gòu),短棒狀之間的距離為~13nm,寬度為~26nm;170℃下退火3h得到平行

3、于基底的柱狀結(jié)構(gòu),170℃退火30h得到垂直于基底的柱狀結(jié)構(gòu),柱狀之間距離為~30nm,柱狀直徑為~10nm;短棒狀與柱狀結(jié)構(gòu)之間可以隨著退火條件的互換發(fā)生可逆轉(zhuǎn)換。進一步采用NaOH溶液在不影響基體相PS以及薄膜結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上去掉了PLA相。本文研究了薄膜厚度、基底等條件對旋涂法制備的PS-b-PLA薄膜自組裝的影響。
　　此外,本文采用溶液澆鑄法(solution-casting)制備PS-b-PLA薄膜,用這種方法制備的薄膜不