论文部分内容阅读
嵌段共聚物不同嵌段之间的热力学不兼容性导致体系通过分子自组装在微/纳米尺度上发生相分离，从而形成各种不同的微/纳米结构。对于嵌段共聚物薄膜而言，其特有的几何形貌及高度有序的纳米结构，为其在纳米技术领域的应用提供了各种可能。同时，通过不同方法对嵌段共聚物薄膜中纳米结构的形貌及其排列(取向)进行有效调控，可以进一步拓展其在纳米制造领域的实际应用。本文采用在不同温度下退火的方法对聚异戊二烯-聚苯乙烯-聚乳酸(PI-PS-PLA)三嵌段共聚物薄膜中纳米结构的形貌及其排列(取向)进行了调控，得到了尺寸在几十个纳米范围内的柱状微区结构。利用原子力显微镜对其中纳米微区的结构和性质进行分析，并探索了以其作为模板在纳米颗粒阵列合成中的应用。
通过在不同温度下真空退火，我们发现，PI-PS-PLA薄膜中的柱状纳米结构的取向发生可逆转变，即在120℃下真空退火15个小时，所得的柱状纳米结构垂直于基底表面；然而当同一薄膜再在150℃下退火15个小时后，其柱状纳米结构的取向将平行于基底表面；更有趣的是，同样的样品再在120℃下退火15个小时后，其柱状纳米结构的取向将翻转为垂直于基底表面。
通过将均聚物聚苯乙烯PS与嵌段共聚物PI-PS-PLA以不同摩尔比共混，我们得到了同样具有规则柱状的纳米结构，但是随着PS含量的增加其结构周期距离有所增大，直至当其摩尔比为2：1时，PS与PI-PS-PLA的分子链发生微相分离形成了较大的岛状微区。
鉴于PI-PS-PLA薄膜微区结构的尺寸特点以及排列的规整度，本文还通过对具有柱状纳米结构的PI-PS-PLA薄膜表面进行修饰得到了PI-PS-PLA-SH模板，并原位合成了尺寸在十几纳米的纳米颗粒组成阵列。