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聚合物薄膜能否在其他物质表面铺展或稳定存在,界面性质的影响至关重要。现阶段的研究主要集中在改变界面化学性质以改变铺展系数来改变薄膜的稳定性。本论文着重研究了界面物理粗糙度和界面化学性质对聚合物薄膜去润湿的影响；在此基础上,利用图案化基底,结合功能聚合物在溶液中的自组装行为,实现了对功能聚合物薄膜微观结构的调控。
界面短程粗糙度的增加加速了聚合物薄膜的去润湿。通过构建界面粗糙度逐渐变化的PS/PMMA双层膜体系,研究了界面粗糙度对去润湿动力学的影响。当体系被加热到他们的玻璃化转变温度(Tg)以上时,为了减低体系的能量,界面发生形变生成小凸起,长程粗糙度变大,但短程粗糙度保持不变。上层PS薄膜去润湿的速度随着界面短程粗糙度的增加而变大。分析表明:PMMA下层膜的短程粗糙度增大了界面的接触面积,使得PS在PMMA薄膜上的平衡态接触角、表观接触角以及去润湿速度都变大。
薄膜与基底的界面强相互作用改变了基底表面的化学组分,从而改变了薄膜的稳定性。PMMA薄膜是热稳定的,但在溶剂蒸汽中则可能发生破裂去润湿。在非溶剂蒸汽中,薄膜被溶胀,表面发生形变形成很多凸起,但保持铺展。当用良溶剂蒸汽处理时,薄膜则会发生破裂去润湿。新的界面在被溶解的上层PMMA分子和被吸附的PMMA分子之间形成。在熵的驱动下,上层PMMA薄膜在新界面上发生自憎润去润湿。去润湿过程中rim结构的稳定性取决于溶剂的表面张力:当表面张力较大时(γ二氧六环=33 mN/m)rim保持圆形结构；而当溶剂的表面张力较小时(γ丙酮=24 mN/m),在rim中形成了指状结构。指状结构之间的平均距离λ和薄膜的厚度h成指数关系λ～h1.31；而其退化得到的液滴的平均直径D则和膜厚h成线性关系D～h。
利用添加剂(C6H5C2H4NH3)2PbI4(PhE-PbI4)在PS薄膜中向基底表面富集的效应,同时改变了界面的物理粗糙度和化学组分,从而决定了薄膜的稳定性、去润湿机理和动力学。当浓度为0.5wt％时,PhE-PbI4在薄膜中形成不连续的梯度分布,导致了复合去润湿机理的出现。当浓度为1 wt％m＃,PhE-PbI4形成连续的梯度分布,且没有明显的聚集体。这样的梯度分布增强了薄膜的粘度、界面粗糙度并改变了整个基底表面的化学组分,从而抑制了去润湿的发生。当浓度为2wt％时,除了连续的梯度分布以外,PhE-PbI4还形成了很多聚集体。聚集体在加热过程中由于熵的作用向基底运动,从而向薄膜中持续引入应力,促使薄膜破裂去润湿。
在对界面性质对聚合物薄膜稳定性影响理解的基础上,结合功能聚合物聚噻吩(P3HT)的自组装能力,探讨了界面性质对P3HT薄膜微观结构的影响。通过dip-coating,P3HT在octadecyltrichlorosilane(OTS)图案化的硅片表面形成不同的微观结构。从陈化了1天的溶液中,87k-P3HT在SiOx区域形成了纳米棒结构,而在OTS区域则形成了纳米纤维晶网络状结构。在陈化了7天的时候,35k-P3HT复制了基底上OTS的图案,形成了长轴平行于OTS条纹长轴方向的取向纳米纤维晶。OTS区域的较大后退角以及由于大粗糙度导致的聚集体优先沉积都促使溶液从SiOx区域向OTS区域流动。溶液中逐渐长大的P3HT结晶性聚集体和溶液的不均匀分布共同决定了不同区域的微观结构。