CIESC Journal

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Monte Carlo模拟对称型三嵌段共聚高分子的吸附

彭昌军; 李健康; 刘洪来; 胡英   

  1. Department Of Chemistry, State Key Laboratory of Chemical Engineering, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China
  • 收稿日期:1900-01-01 修回日期:1900-01-01 出版日期:2004-06-28 发布日期:2004-06-28
  • 通讯作者: 彭昌军

Monte Carlo Simulation for the Adsorption of Symmetric Triblock Copolymers

PENG Changjun; LI Jiankang; LIU Honglai; HU Ying   

  1. Department Of Chemistry, State Key Laboratory of Chemical Engineering, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China
  • Received:1900-01-01 Revised:1900-01-01 Online:2004-06-28 Published:2004-06-28
  • Contact:

    PENG Changjun

摘要: The adsorption behavior of symmetric triblock copolymers, Am/2BnAm/2, from a nonselective solvent at solid-liquid interface has been studied by Monte Carlo simulations on a simple lattice model. Either segment A or segment B is attractive, while the other is non-attractive to the surface. Influences of the adsorption energy,bulk concentration, chain composition and chain length on the microstructure of adsorbed layers are presented.The results show that the total surface coverage and the adsorption amount increases monotonically as the bulk concentration increases. The larger the adsorption energy and the higher the fraction of adsorbing segments, the higher the total surface coverage is exhibited. The product of surface coverage and the proportion of non-attractive segments are nearly independent of the chain length, and the logarithm of the adsorption amount is a linear function of the reciprocal of the reduced temperature. When the adsorption energy is larger, the adsorption amount exhibits a maximum as the fraction of adsorbing segment increases. The adsorption isotherms of copolymers with different length of non-attractive segments can be mapped onto a single curve under given adsorption energy. The adsorption layer thickness decreases as the adsorption energy and the fraction of adsorbing segments increases, but it increhses as the length of non-attractive segments increases. The tails mainly govern the adsorption layer thickness.

关键词: 蒙特卡洛模拟技术;共聚物;高分子材料;网格模型;表面吸收能

Abstract: The adsorption behavior of symmetric triblock copolymers, Am/2BnAm/2, from a nonselective solvent at solid-liquid interface has been studied by Monte Carlo simulations on a simple lattice model. Either segment A or segment B is attractive, while the other is non-attractive to the surface. Influences of the adsorption energy,bulk concentration, chain composition and chain length on the microstructure of adsorbed layers are presented.The results show that the total surface coverage and the adsorption amount increases monotonically as the bulk concentration increases. The larger the adsorption energy and the higher the fraction of adsorbing segments, the higher the total surface coverage is exhibited. The product of surface coverage and the proportion of non-attractive segments are nearly independent of the chain length, and the logarithm of the adsorption amount is a linear function of the reciprocal of the reduced temperature. When the adsorption energy is larger, the adsorption amount exhibits a maximum as the fraction of adsorbing segment increases. The adsorption isotherms of copolymers with different length of non-attractive segments can be mapped onto a single curve under given adsorption energy. The adsorption layer thickness decreases as the adsorption energy and the fraction of adsorbing segments increases, but it increhses as the length of non-attractive segments increases. The tails mainly govern the adsorption layer thickness.

Key words: triblock copolymers, surface adsorption, Monte Carlo simulation, lattice model