化学双分散单体超分子聚合物中的随机、嵌段和交替有序

作为理解分子或化学多分散性在自组装中作用的第一步，我们提出了一个粗粒化模型，用于描述含有两种自组装组分的溶液中准线性聚合物的自发形成。我们的理论框架基于双组分自组装 Ising 模型，其中双分散性通过依赖于配对相互作用中涉及的单体种类的结合自由能强度来参数化。取决于所涉结合自由能的相对值，会形成包含两种组分的不同组装形态，表现出顺磁、铁磁或反铁磁般的有序，即组装体中两种组分的随机、嵌段或交替有序。分析最具实际意义的铁磁有序情况，我们发现从最小组装条件到强聚合特征的转变可以用一个临界浓度来描述，该浓度取决于两种组分的浓度比。有趣的是，组装体中的单体分布与原始分布不同，即与投入系统的两种组分浓度比不同。结合自由能较小的单体在短组装体中更丰富，而结合亲和力较大的单体在长组装体中更丰富。在某些条件下，两种组分聚集形成独立的超分子聚合物种类，从而在某种意义上发生相分离。我们发现，即使第二组分的量适中，只要其在化学上与主组分足够不同，超分子聚合物的预期生长定律也会出现强烈偏差。