Микрофазное расслоение в расплаве двойных гребнеобразных сополимеров В.В. Палюлин Научный руководитель: д.ф.-м.н. Потемкин И.И.

Микрофазное расслоение Диблок-сополимер 1

Микрофазное расслоение: Микрофазное расслоение: Классические устойчивые морфологии ламеллярнаяцилиндрическая сферическая гироид 2

Микрофазное расслоение: Возможные области применения периодических структур 1. Создание систем с высокой плотностью записи информации 1. Создание систем с высокой плотностью записи информации 2. Использование структур в качестве шаблонов для упаковки наночастиц 2. Использование структур в качестве шаблонов для упаковки наночастиц 3. Изготовление фотонных кристаллов 3. Изготовление фотонных кристаллов 3 Park C., Yoon J., Thomas E.L., Enabling nanotechnology with self-assembled block-copolymer patterns. Polymer, 2003, 44,

Основные подходы в теоретическом изучении микрофазного расслоения: режимы слабой и сильной сегрегации 4 Профиль плотности звеньев A:

Двойной гребнеобразный полимер 5

Синтез двойных гребнеобразных полимеров Zhu Y., Weildisch R., Gido S.P., Velis G., Hadjichristidis N., Morphologies and Mechanical Properties of a Series of Block-Double-Graft Copolymers and Terpolymers. Macromolecules, 2002, 35,

Основные предположения при теоретическом анализе задачи Слабая сегрегация Слабая сегрегация Одинаковые размеры звеньев Одинаковые размеры звеньев Взаимодействия звеньев описываются параметрами χ ij Взаимодействия звеньев описываются параметрами χ ij Расчет произведен в ПСФ (квадратичное приближение) Расчет произведен в ПСФ (квадратичное приближение) 7

1. Плотнопривитой блок-сополимер (m = 1): 1. Плотнопривитой блок-сополимер (m = 1): 1.1 Стереорегулярный случай 1.2 Нестереорегулярный случай 2. Случай m 1. Рассмотрены все 5 случаев, в которых взаимодействия описываются одним параметром Флори-Хаггинса 2. Случай m 1. Рассмотрены все 5 случаев, в которых взаимодействия описываются одним параметром Флори-Хаггинса 8

Двойной гребнеобразный полимер: описание стереорегулярного случая 9

10 1. Плотнопривитой блок-сополимер (m = 1): Нестереорегулярный случай Кривые спинодали в зависимости от состава сополимера при различных n Область расслоения

1. Плотнопривитой блок-сополимер (m = 1): Стереорегулярный случай 11 Кривые спинодали в зависимости от состава сополимера при различных n Область расслоения

1. Плотнопривитой блок-сополимер (m = 1): Стереорегулярный случай 12 Кривые спинодали в зависимости от состава сополимера при различных l Область расслоения

2. Случай m 1: 2. Случай m 1: χ AB = χ BС = χ AC = χ 13 Спинодаль микрофазного расслоения расплава сополимера

2. Случай m 1: 2. Случай m 1: χ AB = χ BС = χ AC = χ 14 Зависимость волнового вектора в точке спинодали от длины участка основной цепи между пришивками

2. Случай m 1: 2. Случай m 1: χ AB = χ BС = χ AC = χ 1515 Кривые спинодали в зависимости от состава сополимера при различных n Область расслоения

2. Случай m 1: 2. Случай m 1: χ AB = χ BС = χ AC = χ 1616 Кривые спинодали в зависимости от состава сополимера при различных n Область расслоения

Выводы Исследован переход из однородного состояния в упорядоченное для плотной пришивки боковых цепей. Исследован переход из однородного состояния в упорядоченное для плотной пришивки боковых цепей. В случае стереорегулярного расположения цепей поведение системы при росте n меняется по сравнению с нестереорегулярным случаем: вне зависимости от состава при росте n χN в точке перехода уменьшается. В случае стереорегулярного расположения цепей поведение системы при росте n меняется по сравнению с нестереорегулярным случаем: вне зависимости от состава при росте n χN в точке перехода уменьшается. 17

Выводы Исследованы все случаи, в которых взаимодействия описываются одним параметром Флори-Хаггинса при m 1. Исследованы все случаи, в которых взаимодействия описываются одним параметром Флори-Хаггинса при m 1. Построены спинодали и зависимости волнового вектора в точке перехода от параметров задачи и проведена интерпретация данных зависимостей. Построены спинодали и зависимости волнового вектора в точке перехода от параметров задачи и проведена интерпретация данных зависимостей. Обнаружена возможность существования явления двухмасштабной неустойчивости в расплавах двойных гребнеобразных полимеров Обнаружена возможность существования явления двухмасштабной неустойчивости в расплавах двойных гребнеобразных полимеров 18

Аналитические результаты 19

Аналитические результаты, где 20