嵌段共聚物和倍半硅氧烷自組裝研究.pdf

1、本文首先以合成的八乙烯基倍半硅氧烷（OVS）和烯丙基-七環(huán)戊基倍半硅氧烷（allyl-POSS），單分散性的PS（聚苯乙烯）-b-PB（聚丁二烯）和PS（聚苯乙烯）-b-P2VP（聚2乙烯基吡啶）兩種嵌段共聚物為原料，采用溶液鑄膜和旋轉(zhuǎn)涂膜法，研究了不同聚合物溶液濃度、POSS添加濃度、溶劑場、熱場等條件下，聚合物薄膜及倍半硅氧烷在水面、硅基底的自組裝行為。 TEM表明，通過甲苯、環(huán)己烷、THF不同溶劑處理，在溶劑對(duì)聚合物鏈段

2、選擇性及水面對(duì)聚合物膜的綜合作用下，PS-b-PB可得到微球、網(wǎng)狀、反相微球等結(jié)構(gòu)多樣的自組裝微觀形態(tài)。 AFM和TEM表明，在硅基底上，PS-b-PB隨溶液濃度不同，可形成雙連續(xù)狀、洋蔥狀、微球狀、層狀等多種微觀結(jié)構(gòu)，且隨濃度增加相分離尺寸增大。POSS添加濃度不同，在聚合物薄膜中形成尺寸、形貌不一的結(jié)構(gòu)，如分散顆粒、十字、立方晶型等。經(jīng)溶劑場和熱場處理，聚合物兩相分離形貌均會(huì)發(fā)生變化。聚合物中的POSS，經(jīng)溶劑處理，發(fā)生重

3、結(jié)晶生長，尺寸增大，并向膜表面移動(dòng)；經(jīng)熱場處理，尺寸不變，向膜內(nèi)部移動(dòng)；兩種方式處理后POSS均偏向于分布在PB相中。 TEM表明，在硅基底上，PS-b-P2VP隨成膜轉(zhuǎn)速不同相分離結(jié)構(gòu)不同。二氯甲烷處理時(shí)間不同，可使微相結(jié)構(gòu)由微球狀向花瓣?duì)?、連續(xù)層狀轉(zhuǎn)變。POSS/PS-b-P2VP甲苯溶液涂膜，兩種POSS均偏向于分布在P2VP相中，經(jīng)溶劑處理會(huì)重新結(jié)晶生長形成大聚集體。POSS/PS-b-P2VP二氯甲烷溶液涂膜，得到P

4、S-P2VP層狀連續(xù)相、PS柱狀相點(diǎn)陣、POSS三相并存的微觀結(jié)構(gòu)，OVS形成300nm規(guī)則結(jié)晶體，allyl-POSS形成200nm的不規(guī)則聚集體。 此外，本文以巰丙基三甲氧基硅烷為原料，在甲醇體系中進(jìn)行水解縮合，在鹽酸催化下合成得到籠型、無規(guī)、梯形等多種結(jié)構(gòu)倍半硅氧烷的混合物；在四甲基氫氧化銨和芐基三甲基氫氧化銨堿性條件催化下，均可合成得到成分單一、純凈的巰基官能化籠型結(jié)構(gòu)倍半硅氧烷，產(chǎn)率分別為46％和64％。利用FT-IR