循环溶剂退火条件下柱状相组成的两嵌段共聚物薄膜自组装行为的模拟研究

作者：胡卨俊; 郝金龙; 王铮; 尹玉华; 蒋润; 李宝会^*

来源：Acta Polymerica Sinica, 2021, 52(10): 1379-1389.

• 嵌段共聚物
• 循环溶剂退火
• 取向
• 柱状相

采用蒙特卡洛模拟研究了体相形成柱状相的两嵌段共聚物薄膜在循环溶剂退火条件下的自组装行为.结果表明,在循环溶剂退火条件下,溶剂蒸发速率、溶剂选择性和有效薄膜厚度与柱状相周期的匹配性都会影响形成垂直柱状结构的表面选择性窗口(β窗口).当溶剂蒸发速率在一定范围内时,β窗口随蒸发速率的增大而增大.溶剂对长嵌段的选择性越强,形成垂直柱状结构的β窗口越宽.当溶胀比约为1.5时的薄膜厚度与柱状相周期不匹配时更利于形成垂直柱状结构.通过对链节均方位移曲线的分析发现,在循环溶剂退火条件下高分子链节在垂直方向的扩散始终快于平行方向,因此链节优先沿垂直方向聚集,从而促进了垂直柱状结构的形成.循环溶剂退火条件下,β窗口比溶剂退火条件下的宽,同时大幅度减少了退火时间.

• 单位
  南开大学