溶剂诱导高分子薄膜去润湿动力学机理

项目名称： 溶剂诱导高分子薄膜去润湿动力学机理

项目编号： No.51473168

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2015

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 石彤非

作者单位： 中国科学院长春应用化学研究所

项目金额： 84万元

中文摘要： 本基金申请旨在通过实验和理论模拟相结合，以热塑性聚苯乙烯和弹性体聚二甲基硅烷作为模型体系，探讨溶剂诱导高分子薄膜去润湿动力学机理。实验方面：通过原位实验研究探讨高分子的分子量及其分布、膜厚、溶剂性质及温度等对溶剂诱导高分子薄膜去润湿动力学行为的影响规律，通过动力学标度行为和去润湿的孔形貌和边缘形貌的分析，阐释高分子薄膜的本质特征，如：高分子薄膜的滑移效应、粘弹性以及缠结等；理论模拟方面：利用密度泛函方法来计算各种溶剂和高分子单体在固体基底上的吸附能，利用分子动力学和蒙特卡洛等微观手段获得早期的链的构象信息，利用数值模拟方法探讨不同粘弹性高分子薄膜去润湿的形貌演变动力学；综合实验和模拟研究，揭示薄膜早期发生不稳定的机理和根源，阐明中后期的滑移效应、粘弹性和缠结等对不稳定去润湿结构演变动力学的影响规律；最终我们期望给出普适的模型深层次阐释溶剂诱导高分子薄膜去润湿动力学的机理。

中文关键词： 高分子；薄膜；去润湿；溶剂诱导；动力学

英文摘要： Here, this project aims at the investigation of dynamics and instability of solvent-induced polymer film by menas of both experiment and similuation. We choose two kinds of model systems, thermoplastic polystyrene and elastic Polydimethylsiloxane. Firstly, we monitor evolution of the structures by in situ optical microscope (OM) and ellipsometer. Secondly, we investigate the scalling behavior between hole size and time, morphology of hole and rim. We obtain effect of slippage and viscoelasticity on the moving front of dewetting and rim instabilty; understanding solvent induced dewetting mechanism. In addtion, we will establish kinetic Monte Carlo, Molecular Dynamics and numerical modelling, which can give chain conformation on the surface and dewetting dynamics of different viscoelestic liquid. According to experiment and simulation, we will try to suggest a universal model to discribe the mechanism of solvent-induced dewetting dynamics, which will be helpful for control of morphology and structure of complex polymer film.

英文关键词： Polymer;Film;dewetting;Solvent induced;dynamics