嵌段共聚物于高分子薄膜的研究：嵌段共聚物于高分子薄膜的

原标题：嵌段共聚物于高分子薄膜的研究
【嵌段共聚物于高分子薄膜的研究】嵌段共聚物由两种或两种以上高分子链由化学键连接形成。无法形成宏观的相分离，但可在特定的温度下自发地形成复杂的纳米尺度的微相结构，对温度敏感的自组装行为使嵌段共聚物有很大的工业应用潜力。
两嵌段共聚物会随着体系组分比例与温度的改变而自发地微相分离，形成四种热力学稳定的相结构与数种亚稳态结构。两嵌段高分子的组分比例从对称向不对称改变时，出现的四种稳态相结构依次为:层状， Gyroid ，柱状和球状;以及亚稳态结构:穿孔层状。
由于两嵌段共聚物的这种自组装成微相结构的性能，它常被运用于制造具有纳米结构的材料上，如纳米图案的模板、分子筛、选择性半透膜、光子晶体、温度传感器、具有微结构的模板等等。随着纳米加工技术的飞速进展,对材料尺寸大小和有序性的要求越来越高。对大分子的材料来说，材料的尺寸越小，边界效应对结构的影响就越明显;而结构的有序性往往需要大量的淬火时间。
当高分子在受到空间限制时，边界的受限效应给高分子的嫡自由能带来影响的同时，边界上不同嵌段的浸润性质也引起表面能的变化。两者的叠加往往很大程度地改变了边界附近的分子排列，从而改变这个表面附近区域里的微相结构。这种微相结构的改变不仅体现在相结构的取向上，也会体现在不同相结构之间的转变上。

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两嵌段共聚物衍生物：
PSn-PCEMAm聚苯乙烯-聚（甲基丙烯酸2-肉桂酰基乙基甲基酯）
PS-b-PtBA嵌段聚合物聚苯乙烯-b-聚丙烯酸叔丁酯
PS-b-PtBA-b-P(DEA-co-DMA)聚苯乙烯-b-聚丙烯酸叔丁酯-b-聚N,N-二乙基丙烯酰胺-co-聚N,N-二甲基丙烯酰胺
PPBDEMA-b-PEG4000-b-PPBDEMA[丙烯酰三羟甲基丙烷苯硼酸酯]-嵌-聚乙二醇-嵌-聚[丙烯酰三羟甲基丙烷苯硼酸酯]
Poly(DEGMA-co-PDSM)-s-s-Py
POEGMA-b-PVBC-b-PS聚甲基丙烯酸聚乙二醇单甲醚酯-b-聚对氯甲基苯乙烯-b-聚苯乙烯
POEGMA-b-PGMA聚(甲基丙烯酸寡聚乙二醇酯)-聚(甲基丙烯酸缩水甘油酯)
PNIPAAm-b-P(DTC-co-4AC)聚N-异丙基丙烯酰胺-P(DTC-co-4AC)
PLLA-b-PEG-b-PLLA共聚物聚L-丙交酯-聚乙二醇-聚L-丙交酯
PLGA-PEG-PLGA聚乳酸-羟基乙酸-聚乙二醇-聚乳酸-羟基乙酸
PLA-BDA-DTMPDOL聚乳酸-生物素葡聚糖胺-DTMPDOL
PLA-BDA-DTEAMPDOL聚乳酸-生物素葡聚糖胺-DTEAMPDOL
PHFMA-b-PCL-b-PEG-b-PCL-b-PHFMA聚甲基丙烯酸六氟丁酯-聚己内酯-聚乙二醇-聚己内酯-聚甲基丙烯酸六氟丁酯
PEO-PPO-PEO聚氧乙烯-聚苯醚-聚氧乙烯
与小分子受限体系不同的是，由于高分子的长链特性，边界效应能随着链的构象向远离边界处传递，所以受限对高分子体系的影响要比其对小分子体系大得多且复杂得多。当高分子是被限制在非常薄的膜内，即膜厚在小于嵌段共聚物本体微相结构的特征长度的5倍以内时(一般在5-100nm之间) ，两个相距十分近的膜表面的受限效应在膜厚方向上产生了叠加，更加强了受限对微相结构的影响。
对称线性两嵌段共聚物薄膜是嵌段共聚物薄膜中最简单，也是人们最早研究的体系。所谓对称两嵌段，指A和B两种嵌段具有相同体积分数(f=0.5) 。在相图上，这种嵌段共聚物的本体相结构为层状结构。
最早的对称两嵌段共聚物薄膜研究始于1992年,用自洽场方法计算发现随着膜厚的变化。层状结构的周期为适应膜厚而发生增大或减小的现象。在基板的吸附作用较弱时，为了适应膜厚，层状结构在膜厚方向不仅可以形成偶数层分子层，也可以形成奇数层分子层；结果表明层状结构不仅会随膜厚发生周期大小的变化，同时也会发生取向变化。

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限制在均匀且吸附性相同的两块硬质基板间的对称两嵌段共聚物来说，薄膜内微相结构的出现规律比较简单:当基板没有选择性时(确切说是基板对两种嵌段的相互作用相同，不具有对任意一种的偏向性) ，垂直于基板的层状结构L总是能量最低的稳定的结构;当两块基板具有相同的对某种嵌段的吸附性，但这种选择性并不是很强时，随着膜厚的变化，会出现平行于基板的层状L和垂直于基板的层状L交替出现的情况,L结构的膜表面被基板所吸附的组分所覆盖;当基板的选择性十分强而克服了膜厚改变对层状结构的周期而造成的嫡自由能升高时， L结构就占了主导地位。但是，如果上下基板的吸附性不同，就有可能使膜内的结构也发生两个表面附近的不对称，从而形成垂直与平行混合的层状LM;如果基板上的吸附性不是均匀的，而是具有一定的分布时，情况更为复杂。