Содержание

Список используемых сокращений 3

1. Введение 4

1.1. Актуальность работы 4

1.2.Постановка задачи 4

2. Обзор литературы 5

3. Экспериментальная часть 8

3.1 .Блок-сополимеры СБС 8

3.1.1. Приготовление образцов 8

3.1.2. Поиск оптимальных параметров исследования 9

3.1.3. Основные результаты 11

3.2.Блок-сополимеры ПС-ПМА-ПС 16

3.2.1. Приготовление образцов 15

3.2.2. Поиск оптимальных параметров исследования 16

3.2.3. Основные результаты 18

4. Основные итоги работы 18

Список литературы 20

Список используемых сокращений

АСМ атомно-силовая микроскопия

ПЭМ просвечивающая электронная микроскопия

МФР микрофазовое разделение

СБС блок-сополимер полиcтирол-полибутадиен-полистирол

СМАС блок-сополимер полистирол-полиметилакрилат-полистирол

3

3

1. Введение

В последнее время не ослабевает интерес к нанотехнологиям, в частности к процессам самоорганизации в материалах. В свете этого становится очевидна необходимость разработки новых нетрадиционных подходов для выявления корреляции "структура-свойства" гетерофазных полимерных систем.

Типичными представителями микрогетерогенных систем являются блок-сополимеры, которые самоорганизуются в микрофазы нанометрического размера, отличающиеся свойствами и химическим составом.

1.1 Актуальность работы. Полимеры находят широчайшее

применение в самых различных сферах жизни и деятельности человечества:

в промышленности и сельском хозяйстве, в науке и технике, во всех видах

транспорта. Наш повседневный быт, немыслим без использования

широкого круга полимерных материалов. Необходимость получения новых

материалов с предсказываемыми свойствами является одной из

первостепенных задач. Чтобы это стало возможно, необходимо глубоко

изучить механизмы, обуславливающие те или иные свойства материалов.

1.2 Цель работы состояла в создании, отработке и применении

методики комплексного изучения процессов микрофазового разделения в

блок-сополимерах с применением атомно-силовой (АСМ) и

просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ).

Первым этапом работы являлось создание и отработка методики исследования. Ее следовало проводить на хорошо изученном материале с известными свойствами. В качестве объекта исследования был выбран полиcтирол-полибутадиен-полистирол (СБС) блок-сополимер.

4

4

Следующий этап работы состоял в применении методики к образцам неисследованным ранее и выяснении корреляции "структура-свойства" гетерофазных полимерных систем.

2. Обзор литературы

Морфология микрофазового разделения (МФР) блок-сополимеров зависит от многих факторов. В работе [1] показывается за счет каких из них блок-сополимеры самоорганизуются в микрофазы нанометрического размера. Описывается, что системы с химически несовместимыми блоками, как правило, сегрегируют в отдельные структуры. Определяющими из них являются химическая природа мономеров, их молярное соотношение. Варьируя условия полимеризации, молекулярные характеристики блок-сополимера, можно сознательно скорректировать предпочтительный морфологический тип МФР. Существенную роль в морфологии доменов играет и предыстория получения пленок блок-сополимера: из раствора или из расплава. Морфология блок-сополимеров с одинаковым химическим строением может значительно отличаться при формировании пленок под действием различных растворителей (общий или селективный для одного из блоков). Более того, используя специальные растворители, блок-сополимеры с различным химическим составом могут в результате иметь одинаковую морфологию. Развитые в настоящее время термодинамические и статистические теории микрофазового разделения пытаются учесть указанные факторы. В то же время, экспериментальные данные не всегда можно объяснить в рамках даже трехфазной модели МФР. Отжиг образов вносит дальнейшие изменения в морфологию фазового разделения [2].

Предлагаемый авторами [3] теоретический подход для микрофазового разделения описывает некоторые интересные закономерности, характерные при формировании тонких пленок на п

Список литературы.

1. Magonov S.N., Cleveland J., Elings V., Denley D., Whangbo M.-H.

Tapping-mode atomic force microscopy study of the near-surface composition

of a styrene-butadiene-styrene triblock copolymer film// Surface Science 1997,

389, pp. 201-211.

2. Leonard D.N. et al. Topological coarsening of low-molecular-weight block

copolymer ultrathin films by environmental AFM // Polymer 2002. V. 43, P.

6719.

3. Potemkin I. I. et al.// Langmuir 1999. V. 15, P. 7290.

4. Wang Y., Song R., Li Y., Shen J. Understanding tapping-mode atomic force

microscopy data on the surface of soft block copolymers// Surface Science

2003, 530, pp. 136-148.

5. Konrad M., Knoll A., Krausch G., Magerle R. Volume imaging of an

ultrathin SBS triblock copolymer film// Macromolecules, 2000, 33, pp. 5518-

5523.

6. Ott H., Abetz V., Altstadt V., Thomann Y., Peau A. Comparative study of a

block copolymer morphology by transmission electron microscopy and

scanning force microscopy// Journal of microscopy 2002, v.205, pt. 1, pp.

106-108.

7. Knoll A., Magerle R., Krausch G. Tapping mode atomic force microscopy

on polymers: Where is the true sample surface?// Macromolecules 2001, 34,

pp. 4159-4165.

8. Dubourg F., Kopp-Marsaudon S., Leclere Ph., Lazzaroni R., Aime J.P.

Experimantal determination of the viscosity at the nanometer scale on a block

copolymer with an oscillating nanotip// The European Physical Journal E

2001, 6, pp.387-397.

9. Puskas J.E., Antony P., El Fray M., Altstadt V. The effect of hard and soft

segment composition and molecular architecture on the morphology and

mechanical properties of polystyrene-polyisobutylene thermoplastic

elastomeric block copolymers// European Polymer Journal 2003, 39, pp. 2041-

2049.

20

10. Большакова А.В., Голутвин И.А., Насикан Н.С., Яминский И.В.

Определение механических свойств поверхности блок-сополимеров

методами атомно-силовой микроскопии// Высокомолекулярные

соединения A, том 46, №. 9, 2004, сс. 1511-1518.

11. M. Stenert, A. During, F. Bandermann. Poly(methyl methacrylate)-block-

polystyrene and polystyrene-block-poly(n-butyl acrylate) as compatibilizers in

PMMA/PnBA blends // e-Polymers 2004, no. 015, 1-16.

12. J. Kumaki, T. Hashimoto. Conformational Change in an Isolated Single

Synthetic Polymer Chain on a Mica Surface Observed by Atomic Force

Microscopy // J. AM. CHEM. SOC. 2003, 125, 4907-4917

13. Варганова А.А., Семёнова Е.В., Большакова А.В., Никонорова Н.И.

Изучение процессов микрофазового разделения в блок-сополимере

методами атомно-силовой и просвечивающей электронной микроскопии

// статья в сборнике "Структура и динамика молекулярных систем"

выпуск XII, 2005, ч.1, сс. 105-108.

14. Варганова А.А., Меньшиков Е.А., Семёнова Е.В., Филонов А.С.,

Большакова А.В., Никонорова Н.И., Яминский И.В. Комплексный анализ

структуры пленок блок-сополимеров современными микроскопическими

методами // Физико-химия полимеров. Синтез, свойства и применение.

Сборник научных трудов. Выпуск 12. Тверь 2006. сс.7-12.

15. Меньшиков Е.А., Варганова А.А., Большакова А.В. Изучение

процессов микрофазового разделения компонентов в блок-сополимере

методами атомно-силовой и и просвечивающей электронной

микроскопии // Малый полимерный конгресс. Сборник тезисов. Москва

2006. с.106.

16. Меньшиков Е.А., Варганова А.А., Большакова А.В. Использование

резонансного режима атомно-силового микроскопа для изучения блок-

сополимеров // Современные науки о полимерах II Санкт-Петербургская

конференция молодых ученых. Санкт-Петербург 2006. Ч.3 с. 17.

21

Примечаний нет.