【摘 要】
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微相分离是一种广泛存在于嵌段聚合物体系中的现象,某些嵌段聚合物发生微相分离时能形成有序的结构,这些结构处于纳米尺度,能广泛应用于微孔膜、纳米材料合成、生物载药等领域。本文通过耗散粒子动力学（Dissipative particle dynamics,DPD）模拟研究了不同嵌段聚合物微相分离用于合成各种纳米材料的过程和机理。首先通过DPD模拟了Pluronic（PEOPPOPEO,聚环氧乙烷-聚环氧
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微相分离是一种广泛存在于嵌段聚合物体系中的现象,某些嵌段聚合物发生微相分离时能形成有序的结构,这些结构处于纳米尺度,能广泛应用于微孔膜、纳米材料合成、生物载药等领域。本文通过耗散粒子动力学（Dissipative particle dynamics,DPD）模拟研究了不同嵌段聚合物微相分离用于合成各种纳米材料的过程和机理。首先通过DPD模拟了Pluronic（PEOPPOPEO,聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷）在水中的微相分离,从介观尺度解释了Pluronic在水中微相分离形成的孔道结构用于合成二氧化硅纳米线的调控机制。模拟发现当F127浓度在61%-67%之间时能形成含圆柱状孔道的溶致液晶结构,且浓度越大,孔道的直径越小,孔道的变形程度也越高。相同Pluronic浓度下PEO:PPO比值主要影响孔道变形度,当PEO:PPO=20:70时孔道变形度最小。进一步模拟了以F127为模板,TEOS的乙醇溶液为硅源的SiO2纳米线的合成过程,结果表明TEOS溶液浓度越大,纳米线直径越大;模板孔径越大,得到纳米线的直径越大,当模板变形度过大时不能得到纳米线。其次模拟了SPPO（磺化聚苯醚）在水中的明显的微相分离现象并表征了水通道的大小和数量。当含水量由0.1增加至0.25时,含水腔室的直径由20.5?增加到42.7?;水通道的平均直径同样随着体系含水量的增加显著增大,直径由6.5?增加到26.4?。磺酸基团接枝数为32时透水效果最好。磺酸基团接枝数对孔隙率的影响不大,SPPO膜的孔隙率始终保持在11%左右。交换离子的离子强度对含水腔室的数量和大小没有显著影响。最后模拟了pH值和剪切力对介孔硅材料SBA-15合成的影响。发现不同体积分数的P123能形成不同结构,如核-壳结构的球状胶束、层状多孔结构、立方骨架结构、层状结构等。P123体积分数为20%左右是合成SBA-15的合理浓度范围。当剪切力存在时不能形成三维骨架结构,且P123的第二临界胶束浓度减小。溶液pH通过影响PEO嵌段和TEOS的带电情况来影响协同自组装过程。发现PEO嵌段带电为-0.3e,TEOS不带电时模拟得到的结果和实验最为吻合。即溶液pH=2,处于硅酸等电点时是制备SBA-15的最佳溶液pH。
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