聚合物刷,即一端被接枝或固定到表面的共聚物链,由于在表面改性等领域所发挥的极为重要的作用,成为聚合物家族中一颗耀眼的明珠。相较于均聚物刷而言,嵌段共聚物刷由于链的结构更为复杂,在选择性溶剂中可自组装形成丰富且复杂的表面形态,也因此成为理论和实验研究的热点。在体相中已经证实ABA型三嵌段共聚物与AB型两嵌段共聚物的自组装形态是类似的。然而两嵌段共聚物链与三嵌段共聚物链在结构上的最大不同在于三嵌段共聚物可形成“桥”型构型,从而导致其物理特性的显著不同。然而,相较于两嵌段共聚物刷的大量研究,关于ABA型三嵌段共聚物刷的研究报道比较匮乏。因此对三嵌段共聚物刷体系的自组装行为进行系统的研究是有必要的。在本论文中,我们采用模拟退火方法对ABA型三嵌段共聚物刷在选择性溶剂中的自组装行为进行了系统的研究。通过构建体系的相图、展示自组装形态的截图、计算单体的密度分布曲线和体系中链的折叠率等方式,对诸如接枝密度、嵌段长度、不同单体及单体与溶剂分子间相互做用能等因素对共聚物刷体系自组装行为的影响进行了研究。论文的第一章,主要对论文的选题背景和模拟方法做了介绍,并对论文的结构安排做了说明。论文的第二、第三和第四章中选择溶剂对中间B嵌段为良溶剂、两端A嵌段为不良溶剂。论文的第二章中主要针对两端A嵌段长度相等的对称ABA型三嵌段共聚物刷在选择性溶剂中的自组装行为进行了研究。在三个不同的接枝密度(σ.=0.0625,0.111,0.25)下,分别构建了体系在不同嵌段长度(NA-NB空间)下的相图,研究了接枝密度、疏水A嵌段长度、亲水B嵌段长度等对共聚物刷体系自组装行为的影响。研究表明,在三种不同的接枝密度下,三嵌段共聚物刷的自组装形态均可归为两类结构：单层A聚集体结构和双层A聚集体结构。当亲水B嵌段的长度NB较小时,体系的自组装形态为单层A聚集体结构。当增加NB时,体系的自组装形态会发生从单层A聚集体结构到双层A聚集体结构的转变；并且两种结构的分界线在相图中的位置受接枝密度的影响很大。具体地讲,当增加共聚物的接枝密度时,分界线会向B嵌段长度减小的方向移动,从而导致相图中分层A聚集体结构范围的增加。对于上述两类结构,A聚集体的具体形态取决于接枝密度和A、B嵌段的长度等因素。单层A聚集体结构中,在不同的接枝密度和嵌段长度下,A聚集体的自组装形态非常丰富,包括半球状胶束、蠕虫状胶束、条状胶束、孔层和层状相。而对于双层A聚集体结构,通过调节接枝密度和嵌段长度,其顶、底两层A聚集体均可自组装形成从球到蠕虫、条纹、孔层再到层状相的各种形态。我们的模拟结果表明单层A聚集体结构是由于体系为了减小A单体和溶剂分子间的不利接触,ABA共聚物链均采取了折叠的链构型引起的。此外,在σ=0.25的高接枝密度下,我们发现链的构型在体系自组装行为中起到了非常重要的作用。我们还发现增加A单体的疏水性时,体系趋向于形成单层A聚集体结构；而增加B单体的亲水性或A、B单体间的不相容性时,体系趋向于形成双层A聚集体结构。第三章中我们采取两种不同的方式研究了共聚物链两端A嵌段长度的不对称性对体系自组装行为的影响。我们采取固定三嵌段共聚物链中某两段嵌段的长度,只改变另一嵌段的长度为第一种研究方式。我们发现在固定的自由端A嵌段和B嵌段长度下,增加接枝端A嵌段的长度时,共聚物刷体系中折叠链的数量逐渐增加；并且,随着接枝端A嵌段长度的进一步增加,体系最终发生了从双层A聚集体结构向单层A聚集体结构的转变。而当我们在固定的接枝端A嵌段和B嵌段长度下,增加自由端A嵌段的长度时,发现这有利于双层A聚集体结构的形成。第二种研究方式中,在三个典型的B嵌段长度下,我们通过构建体系在不同的接枝端A嵌段长度(N1)和自由端A嵌段的长度(N3)空间中的相图的方法研究了链的非对称性对体系自组装行为的影响,得到了与第一种研究方式中类似的结论。并且,我们还发现底层A聚集体中的接枝端A单体和自由端A单体并不是随机混合的,而是有各自相对密集的分布畴区：当接枝端A嵌段较短时,自由端的A单体主要分布于底层A聚集体的内部；而当接枝端的A嵌段较长时,自由端的A单体主要覆盖在由接枝端A单体组成的A聚集体的上表面。在第四章中,我们针对单层A聚集体结构中规则层状相的存在条件进行了探索,考察了诸如嵌段长度、不同种类间的相互作用等因素对层状A聚集体形态细节的影响。发现通过增加A单体的疏水性、减小B单体的亲水性或A单体与B单体之间的不相容性,或者改变接枝底板对A单体的作用为吸引均有利于获得上表面结构更加平整的A聚集体层状相。我们还发现由接枝端A嵌段长度较长、自由端A嵌段长度较短的非对称共聚物链组成的共聚物刷体系更有利于形成底层B单体分布较少的A聚集体层状相。在本章的后半部分,我们对在模拟中得到的不同类型的层状相进行了比较。我们对溶剂对两端A嵌段为良溶剂、中间B嵌段为不良溶剂的ABA型三嵌段共聚物刷体系也进行了研究,具体考察了嵌段长度对体系自组装形态的影响。发现随着疏水B嵌段长度的增加,共聚物刷体系的自组装形态依次发生了从球到条,孔层再到层状相的转变；而且亲水A嵌段的长度对B聚集体形态也有影响。具体地讲,随着亲水A嵌段长度的增加,B聚集体的形态会发生从条状相到蠕虫状相的转变。