溶剂诱导嵌段共聚物薄膜的微观相分离

通过研究发现薄膜厚度、溶剂对不同链段的选择性以及溶剂蒸汽处理时间对嵌段共聚物薄膜表面形态的演变有重要影响。对于对称双嵌段共聚物（PS-b-PMMA）薄膜在薄膜厚度小于0.5L_o时，在PMMA的选择性溶剂中处理不同时间时，除了得到垂直的lamellae形态外，还得到了有序纳米孔洞以及有序纳米孔洞和片层共存的新形态。同时其表面组成发生了变化，由最初PS位于表面层而转变为PMMA位于表面层。更进一步，得到的纳米结构图案化的薄膜具有环境敏感性。当将其置于对PS嵌段具有选择性的溶剂蒸汽中时，表面形貌发生了反转。另外研究发现，二元双嵌段共聚物共混体系，即小分子量的PS-b-PMMA和大分子量的PS-b-PMA共混，在硅基底上发生自组装形成具有有序孔洞结构的薄膜。这种结构完全不同于某一组分单独存在时所形成的微相结构。根本原因在于PMA和PMMA嵌段化学结构上的相似性，使PMMA链部分嵌入能量上优先吸附于极性基底的PMA嵌段中，形成了两种分子中的PS相容在一起构成的连续相围绕着塌陷的PMMA相的形态。