Nanostruktury w układach kopolimerów wieloblokowych badane sieciowymi metodami Monte Carlo
Zjawisko separacji mikrofazowej w układach kopolimerów sulfonowanych zostało zbadane z wykorzystaniem algorytmu ruchów kooperatywnych na sieci powierzchniowo centrowanej. Symulacje Monte Carlo wykonano z wykorzystaniem zarówno standardowej metody Metropolisa, jak i metody symulacji równoległych. Polimer poli(styren sulfonowany- metylobutylen) (PSS-PMB) badano z wykorzystaniem liniowego łańcucha kopolimeru wieloblokowego złożonego z trzech typów segmentów A, S oraz B, modelujących w sposób gruboziarnisty monomery PS, PSS oraz PMB. Oddziaływania pomiędzy segmentami określają parametry niekompatybilności Flory'ego-Hugginsa, które zostały wyznaczone eksperymentalnie. Zjawisko separacji mikrofazowej zostało przebadane w zależności od wartości temperatury, stopnia polimeryzacji, poziomu sulfonowania, asymetryczności łańcucha oraz grubości warstwy polimerowej. W zależności od wartości tych parametrów obserwowano szereg nanostruktur, m.in. warstwy, perforowane warstwy, fazę żyroidalną, strukturę podwójnego diamentu oraz fazę heksagonalną. The microphase separation in sulfonated block copolymer melt is studied by a cooperative motion algorithm on face centered lattice. The Monte Carlo method with standard Metropolis algorithm as well as the parallel tempering technique are used in simulations. The poly (styrenesulfonate-block-methylbutylene) (PSS-PMB) copolymer is modeled by linear multiblock chain consisting of segments of the type A, S, and B, corresponding to PS, PSS, and PMB, respectively. The intermonomer interactions are described by Flory-Huggins interaction parameters which were determined experimentally. The phase separation in this system is investigated for different value of temperature, degree of polymerization, sulfonation level, asymmetry of chain, and thin film thickness. Depending on those parameters, simulations show a variety of nanostructures, such as lamellae, perforated lamellae, gyroid, doubled diamond, and hexagonal phase.
Kopolimery sulfonowane, Sulfonated copolymers, Nanostruktury, Nanostructures, Separacja mikrofazowa, Microphase separation, Symulacje, Simulations, Monte Carlo
Networked Digital Library of Theses and Dissertations