通过聚合物混合物中的缔合相互作用实现正交相分离

《Macromolecules》：Orthogonal Phase Separation through Associative Interactions in Polymer Blends

高分子通过可逆正交超分子相互作用（A-A'与B-B'配对结合，A-B不结合）的相分离行为及动态特性研究。采用Langmuir动力学模拟，调控结合能、链数量及分布，发现中性相互作用体系仍存在宽泛的相分离窗口，并揭示关联表面活性剂和交叉结合链对相行为及界面张力的影响。

　　

通过可逆的、结合性的相互作用形成的聚合物系统是一类重要的材料，这些超分子间的相互作用决定了许多关键的性质。例如，自修复材料通常依赖于能够在受损后重新形成网络的可逆反应；在生物系统中，无膜细胞器的相分离过程也是由超分子间的相互作用驱动的。生物系统的一个特性（在合成系统中才刚刚开始显现）是能够设计出多种正交的超分子相互作用：在这种相互作用中，A和A’对在B和B’对的存在下可以相互结合，但A和B对之间的交叉结合在热力学上并不占优势。在这项研究中，我们利用基于理论的朗之万动力学模拟来研究具有正交且可逆结合性相互作用的系统中的相分离现象。通过调节活性结合位点之间的亲和能、它们的数量以及它们在链上的分布，我们能够控制相分离的程度以及所得系统的动态性质。我们发现，在其他条件中性时，当聚合物具有不同的“标记”时，相分离仍然有可能发生。我们还探讨了“结合型表面活性剂”（同时具有A型和B型结合能力的链）对相行为的影响。此外，我们还引入了同时携带两种类型活性位点的交叉结合链，并研究了它们对聚合物混合物相分离程度和界面张力的影响。