結(jié)晶性嵌段共聚物薄膜形貌的研究.pdf

1、浙江大學(xué)博士學(xué)位論文結(jié)晶性嵌段共聚物薄膜形貌的研究姓名：梁國棟申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：高分子化學(xué)與物理指導(dǎo)教師：范志強(qiáng);徐君庭20070101摘要s ，L 嵌段共聚物薄膜形貌依賴于溶劑揮發(fā)溫度。溶劑在9 0 o C 下?lián)]發(fā)，S 。E v ／云母薄膜形成平行于基體表面的層狀結(jié)構(gòu)；而在5 0 o C 下?lián)]發(fā)，s 。蹦云母薄膜形成二維球晶結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)是由可結(jié)晶段的結(jié)晶引起的。二維球晶結(jié)構(gòu)并不是穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，在9 0 o C 退火逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫杏?/p>

2、基體表面的層狀結(jié)構(gòu)。s 。B 嵌段共聚物薄膜形貌也依賴于溶液濃度。從濃度為0 ．1 w t ／v ％的s 。W 甲苯溶液中制備的薄膜由平行于基體表面的半個(gè)聚合物層組成，表現(xiàn)為非對(duì)稱浸潤。這種非對(duì)稱的半層膜非常不穩(wěn)定，在P s 段玻璃化溫度以上( 9 0o C ) 退火，薄膜形成平行于基體表面的層狀結(jié)構(gòu)。低分子量E l l I B 。薄膜的聚合物／空氣界面存在厚度為l ／2 h 的亞穩(wěn)態(tài)聚合物層，這表明P E O 結(jié)晶區(qū)域由雙結(jié)晶層組成，

3、且P E O 鏈段也可以排列在聚合物／空氣界面。聚合物／空氣界面1 ／2 h 亞穩(wěn)態(tài)聚合物層的出現(xiàn)首次為雙結(jié)晶層結(jié)構(gòu)提供了直接證據(jù)。退火后不穩(wěn)定的l ，2 L 0 層結(jié)構(gòu)消失且聚合物片層厚度增大。E I l l B 。嵌段共聚物在基體上的去浸潤行為和薄膜中P E O 結(jié)晶鏈的取向強(qiáng)烈依賴于基體表面性質(zhì)，低分子量E I n B | ' ／改性硅片薄膜在退火過程中發(fā)生去浸潤，而E I T l B l l ，硅片和E m B I l

4、，云母薄膜在退火過程中發(fā)生自憎去浸潤。由于云母和P E O 鏈段之間強(qiáng)烈的相互作用，靠近云母表面聚合物層中的P E O 結(jié)晶鏈平行于云母表面排列。退火可導(dǎo)致E _ l l B l l ，云母薄膜形貌轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫杏诨w表面的半層樹枝狀形貌，E m B I I ，云母薄膜在退火過程中先形成寬度較大的樹枝結(jié)構(gòu)，隨著P E O 鏈段在退火過程中結(jié)晶不斷完善，寬度較大樹枝結(jié)構(gòu)逐漸分裂成窄的樹枝。樹枝寬度可用來分析P E O 晶體的前沿生長速率，結(jié)果

5、發(fā)現(xiàn)隨著嵌段共聚物鏈長增大P E O 晶體前沿生長速率急劇下降，E 2 2 4 B l l 3 的晶體前沿生長速率僅為E 7 6 8 3 8 的一半。E m B 。嵌段共聚物薄膜的熱穩(wěn)定性能強(qiáng)烈依賴于嵌段共聚物分子量以及基體。對(duì)于分子量較大的嵌段共聚物以及和嵌段共聚物作用力較強(qiáng)的基體，薄膜的熱穩(wěn)定性能較好。小的相分離強(qiáng)度可能使薄膜熔融時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力在垂直于基體表面方向釋放形成雙層結(jié)構(gòu)，基體和嵌段共聚物分子之間弱的相互作用可導(dǎo)致嵌段共聚物