FINITE EXTENSIBILITY AND DENSITY SATURATION EFFECTS IN THE POLYMER BRUSH
FINITE EXTENSIBILITY AND DENSITY SATURATION EFFECTS IN THE POLYMER BRUSH
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DOI：
10.1051/jphys:0198900500240353500
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发表时间：
1989-12-15
期刊：
影响因子：
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通讯作者：
CATES, ME
中科院分区：
文献类型：
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作者：
SHIM, DFK;CATES, ME
我们研究了柔性中性聚合物链通过一端连接到平坦界面（聚合物«刷»）上的平衡统计。我们考虑到聚合物的有限延伸性，采用一种拉伸链的自由能形式，该拉伸链在接近其完全延伸长度时发散。采用Flory-Huggins状态方程的局部化学势，我们得到的单体密度分布和链端密度分布在各种溶剂条件下。我们对长的、高度拉伸的链使用分析自洽场近似，正如米尔纳、维滕和凯茨（《大分子》21（1988）2610）所开发的那样，他们发现了在良溶剂中“中等密度”的刷的抛物线密度分布。我们的工作概括了他们的方法，允许考虑非常高的覆盖率和/或不良溶剂;在每种情况下，密度分布都比抛物线平坦得多。RésuméNous avons étudié le problème des chaubernes de polymères neutres attachées par un bout à une interface plane（«brosses» de polymères），à l 'équilibre statistique. Nous traitons le problème de l'extensibilité finie des polymères，en utilisant une form de l'énergie libre d'une chausanne étirée，whi diverge à l'approche de l'extension maximum.采用Flory-Huggins型局部化学势方程，得到了不同溶剂条件下单体密度分布和单体浓度分布。我们利用米尔纳、维滕和凯茨提出的一种近似的自洽方法来处理这些链，（《大分子》，21（1988），2610），这是为了在一种好的溶剂中找到一种近似的密度分布曲线来处理“密度调制”。我们的工作一般都是在浓度水平和/或主要溶剂的趋势下进行的;在图斯的所有情况下，浓度分布都是非常好的，而且是一个抛物线。
We study the equilibrium statistics of flexible neutral polymer chains attached by one end onto a flat interface (the polymer «brush»). We account for the finite extensibility of the polymers, adopting a form for the free energy of a stretched chain that diverges as its fully-extended length is approached. Adopting also a Flory-Huggins equation of state for the local chemical potential, we obtain monomer density profiles and chain-end density distributions under various solvent conditions. We use an analytic self-consistent field approximation for long, highly stretched chains, as developed by Milner, Witten and Cates (Macromolecules 21 (1988) 2610), who found a parabolic density profile for brushes at «moderate densities» in a good solvent. Our work generalizes their approach to allow very high coverages and/or poor solvents to be considered; in each case the density profile is much flatter than a parabola.RésuméNous avons étudié le problème des chaînes de polymères neutres attachées par un bout à une interface plane («brosses» de polymères), à l'équilibre statistique. Nous traitons le problème de l'extensibilité finie des polymères, en utilisant une forme de l'énergie libre d'une chaîne étirée, qui diverge à l'approche de l'extension maximum. En adoptant aussi une équation d'état pour le potentiel chimique local du type de Flory-Huggins, nous obtenons des profils de densité de monomères et des distributions de la densité des extrémités de chaînes pour diverses conditions du solvant. Nous utilisons une approximation de champ self-consistent pour les chaînes très étirées, proposée par Milner, Witten et Cates (Macromolécules 21 (1988) 2610), qui trouvent un profil de densité parabolique pour des brosses de «densité modérée» dans un bon solvant. Notre travail généralise cette approche en l'étendant aux densités élevées et/ou aux mauvais solvants; dans tous les cas, le profil de densité est beaucoup plus plat qu'une parabole.