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嵌段共聚物及其共混体系相分离行为的平均场理论研究的综述报告 嵌段共聚物是由至少两种不同化学结构的单体聚合而成的高分子,具有独特的物理和化学性质。其分子链中由两个或以上不同化学结构单元重复连接而成,通常被称为嵌段块,这些嵌段块之间会形成各种各样的微相分离结构,使其具有各种有趣的功能和应用,如表面活性剂、分子识别材料、自组装功能材料、嵌段共聚物薄膜等。 嵌段共聚物是一类比较典型的非正则高分子体系,其复杂的结构和性质使得对其相行为的研究具有重要的理论和应用价值。相分离是嵌段共聚物的一种典型态,即不同嵌段块区域形成分别具有不同特性的相,这种现象在嵌段共聚物中比较普遍。 对于嵌段共聚物的相分离行为,平均场理论作为一种简单而经典的理论方法,已经成为研究嵌段共聚物相行为的重要工具。目前平均场理论已具有较高的研究水平和广泛的应用领域,可以预测嵌段共聚物相结构,并为制备高稳定性高分子体系提供了理论基础,已为大量研究提供了有关相行为的重要信息。 嵌段共聚物相分离行为的研究中,平均场理论主要是基于自洽场理论的研究方法。根据该理论,高分子链的构型在一定条件下可以通过平衡原理来决定。自洽场理论模型将系统中所有分子的平均相互作用作为自洽场,从而简化了问题,使得复杂的体系可以被研究。 嵌段共聚物的相分离行为研究主要包括体系中不同组分的相分离行为和混合物相行为等方面。平均场理论在这些方面都有广泛的应用。 对于不同组分的相分离行为,研究主要是针对结构比较简单的嵌段共聚物。简单的嵌段共聚物主要由两种嵌段块组成,典型的例子包括嵌段聚乙烯/聚苯乙烯(SEBS)和酚甲醛/聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA-b-PMAA)等。针对这些体系,研究者通常假设嵌段块中的键长是相等的,而且嵌段块的体积分数低于10%。这些假设在一定程度上简化了问题,使得平均场理论可以得到较好的应用。 对于混合物相行为的研究,研究重点主要是集中在不同嵌段共聚物之间的相互作用和组成比例的变化等方面。在具有不同结构嵌段块的嵌段共聚物混合物中,块块相互作用会导致相分离行为。 总体来说,平均场理论作为嵌段共聚物相分离行为的最重要方法,已经在这一领域的研究中得到广泛的应用。平均场理论不仅可以预测嵌段共聚物的相结构,还可以为制备高稳定性的高分子体系提供理论基础,在研究嵌段共聚物在材料科学及物理中的应用也具有非常重要的作用。