Введение к работе
Актуальность темы работы
В последние десятилетия теория полимерных систем приковывает все возрастающий интерес во всем мире. В частности, теория микрофазного расслоения в системах блок сополимеров является одной из наиболее быстро развивающихся областей статистической физики. Это обусловлено следующими причинами.
Создание полимерных материалов с заданными свойствами является важной и полезной задачей с практической точки зрения. Материалы на основе блок сополимеров получили название композиционных материалов и уже широко используются в промышленности. Также блок сополимеры используются для создания высокопрочных пластмасс (high impact plastics) и термопластичных эластомеров.
В последние годы в различных системах блок сополимеров были открыты новые сложные "двупротяженные" (bicontinuous) структуры, такие как гироид и OBDD, а также модулированная ламеллярная, обладающие принципиально новыми свойствами. Однако до сих пор эти структуры плохо изучены теоретически, а имеющиеся работы по этой теме не полны и содержат ряд серьезных приближений. Поэтому развитие теории сильной сегрегации для смесей диблок сополимеров и гомополимеров и построение полной фазовой диаграммы, представленные в этой работе, являются важным вкладом в развитие теории полимерных систем. Построенная фазовая диаграмма призвана стимулировать развитие эксперимента в данной области. В частности, предсказанная стабильность дву-протяженных структур несомненно повлечет за собой экспериментальную проверку. Полезным также в прикладных целях является управление совместимостью и расслоением расплава диблок сополимера с помощью добавления небольшого количества гомополимера. Возможность простым способом влиять на возникновение упорядоченных структур может быть применена в технологических процессах.
Изучение деполяризованного рассеяния на полимерных системах важно с точки зрения лучшего понимания процессов, происходящих вблизи температуры перехода в упорядоченное состояние. Представленная теория двойного рассеяния показала, что рассеяние на флуктуациях композиции играет доминирующую роль для полимерных систем вблизи критической точки по сравнению с рассеянием на флуктуациях анизотропии, которое традиционно считалось источником деполяризованного рассеяния. Используя представленную теорию, по данным деполяризованного
рассеяния можно получать информацию о корреляционной длине и других параметрах системы.
Цепь работы
Цель настоящей диссертации состоит в теоретическом исследовании различных свойств смесей гомопопимеров, диблок сополимеров и их смесей с гомополимерами. Во-первых, для исследования образования суперструктур в смесях диблок сополимеров требуется построение теории сильной сегрегации, включающей в рассмотрение двупротяженные структуры. Во-вторых, для исследования полимерных систем вблизи критической точки требуется построение теории двойного деполяризованного светорассеяния.
Научная новизна
В представленной работе впервые:
развита последовательная теория сильной сегрегации для смеси диблок сополимеров и гомопопимеров, включающая в рассмотрение двупротяженные суперструктуры;
построена полная фазовая диаграмма для смеси диблок сополимеров и гомопопимеров;
аналитически доказана стабильность ламеплярной структуры относительно деформаций, не меняющих топологию системы;
показана возможность изменения температуры перехода из неупорядоченного в упорядоченное состояние для расплава диблок сополимера путем добавления гомополимера;
показано, что деполяризованное рассеяние вблизи критической точки в смесях гомопопимеров и расплавах диблок сополимеров объясняется двойным рассеянием на флуктуациях композиции, а не рассеянием на флуктуациях анизотропии, как это считалось ранее;
развита количественная теория двойного деполяризованного рассеяния, рассчитаны статические и динамические функции рассеяния на смесях гомопопимеров и расплавах диблок сополимеров;
Личный вклад автора является основным для всех разделов диссертации.
Практическая ценность
Созданная теория микро и макрофазного расслоения в смесях диблок сополимеров и гомополимеров, построенная фазовая диаграмма и предсказание стабильности двупротяженных структур призваны стимулировать развитие эксперимента в этой области. Подробное описание новых двупротяженных структур должно помочь теоретикам и экспериментаторам, работающим в этой области. Возможность повышения температуры перехода в неупорядоченное состояние расплава диблок сополимера путем добавления гомополимера открывает пути для повышения стабильности супер структур.
Построенная теория светорассеяния проясняет механизм деполяризованного рассеяния вблизи критической точки и позволяет использовать его для измерения характеристик полимерных систем с тенденцией к расслоению.
Структура работы
Диссертация состоит из введения, четырех глав и списка цитирован
ной литературы из .... наименований. Она содержит страниц, ....
рисунков.
Публикации По теме диссертации опубликовано б печатных работ.
Апробация работы Основные результаты диссертации докладывались: на Международной конференции "Нано-структуры и самоорганизация в полимерных системах" (Москва - Санкт Петербург, 1995), на международной школе НАТО "Теоретические проблемы динамики сложных жидкостей" ( Кэмбридж, Англия, 1996), на втором международном симпозиуме "Молекулярный порядок и подвижность в полимерных системах" (Санкт-Петербург, 1996), на шестом симпозиуме по полимерным материалам Европейской Полимерной Федерации ( Крит, Греция, 1996).
