嵌段共聚物因其独特的结构和性质，通过在溶液中的自组装能够得到许多结构规整的胶束。这些胶束在纳米科技领域具有重要的潜在应用价值，因此对影响嵌段共聚物自组装的各种因素及形貌调控等方面的研究就显得尤为重要。由于自组装是涉及到多方面的复杂过程，将计算机模拟用于聚合物自组装的研究就成为一种便捷有效的方法。通过模拟能够进行组装结构的预测和规律的统计，可以使人们更加全面地了解聚合物自组装过程，并能为实验提供很好的理论依据。本文通过采用蒙特卡罗模拟方法，分别对AB/BC共混体系、ABC/AC共混体系、柱状受限以及软受限条件下的嵌段共聚物溶液自组装进行了研究，并考察了各种因素对组装结构及组装机理的影响规律。另外，形貌转变是嵌段共聚物溶液自组装过程中常见的现象，采用在线监测手段，才能够更加清晰地了解自组装形貌发生转变的详细过程。我们采用流变手段在线监测了嵌段共聚物溶液自组装形貌转变的过程，研究结果显示流变学手段是研究形貌转变过程的一种有效的在线研究方法。具体研究内容及结果如下：一、AB/BC嵌段共聚物共混物在选择性溶剂中自组装形成两面神胶束的蒙特卡罗模拟。通过蒙特卡罗方法，我们发现当疏水的B嵌段间没有额外附加作用力时，两种嵌段共聚物共混物同样也能够共组装形成多种两面神胶束。通过建立胶束结构随B嵌段的疏水性及亲水的A和C嵌段间不相容性变化的相图，发现了胶束的整体形状是由B嵌段的疏水性决定的，而胶束的两面神结构则是由A和C嵌段间的不相容性来控制。此外，通过对典型的两面神胶束形成过程的分析，我们发现疏水嵌段B的胶束化过程发生在亲水嵌段A、C间出现微相分离之前。二、ABC/AC嵌段共聚物共混物在嵌段C的选择性溶剂中的自组装。通过采用蒙特卡罗方法对此共混体系的自组装展开研究，发现在混合物中AC两嵌段共聚物主要起到表面活性剂的作用，能够调节ABC三嵌段共聚物和溶剂间的相互作用，因而形成了一些独特的多微区纳米颗粒。随着中间疏水嵌段B的长度增加，胶束形貌会由汉堡状转变为环围绕棒状，然后转变为具有反相结构的汉堡状纳米颗粒。随着AC共聚物含量的增加，在胶束中观察到的单独由AC共聚物形成的小球状胶束逐渐增多。此外，胶束的结构主要是由疏水嵌段与溶剂间的相互作用决定的，且改变聚合物组分间的不相容性也会对胶束结构产生一定的影响。结合第一章的模拟结果，可以证实共混方法是用于调节胶束形貌的一种有效手段。三、两嵌段共聚物溶液在柱状受限下的自组装研究。模拟结果发现聚合物与孔道壁间的相互作用是决定孔道中胶束形貌的一个重要因素，并且在孔道中得到的胶束形貌及尺寸都相对较均一。孔道直径的增加会引起形貌发生转变，而在同一孔径下，聚合物浓度的增加则主要会使形貌沿孔道z轴方向的尺寸增加，通过统计聚合物单体间的相互接触数也证实了这一规律。均方回转半径的统计结果显示随le/D增加到一定程度，孔道的受限作用会变得明显，链的伸展程度相应降低。四、软受限下ABA三嵌段共聚物的自组装。通过采用蒙特卡罗方法进行模拟，ABA三嵌段共聚物在软受限下能够得到一些独特的纳米结构，如内部带有单螺旋、双螺旋、堆叠的环及笼状结构的液滴状微球。随着B嵌段长度比例的增加，当嵌段A与B的疏水性相同时，B嵌段形成的区域会逐渐暴露在溶液中；当嵌段A和B的疏水性不同时，聚集体内部由B嵌段形成的区域逐渐变得更加连续。随着B嵌段疏水性的增强，对于A5B8A5嵌段共聚物，组装得到的形貌会发生由堆叠层状到花蕾状再到洋葱状的转变；而对于A7B4A7嵌段共聚物，组装形貌则是内部结构发生了由球状相向柱状相的转变。随着嵌段A和B之间不相容性的增加，B嵌段形成的区域会逐渐变得更加伸展。此外，我们还通过典型聚集体的形成过程研究了软受限下微球形成的机理。五、对离子诱导嵌段共聚物溶液自组装形貌转变过程的在线流变学研究。通过对溶液粘度的实时监测，我们实现了离子诱导胶束形貌转变过程的在线研究。实验中发现，胶束由球形向棒状再向囊泡状转变的过程，粘度会相应地先增加后降低；而当形貌由棒状胶束的聚集体或片层转变为囊泡或球时，粘度会表现为持续降低。通过向胶束溶液中加入不同浓度的离子溶液诱导形貌转变时，我们发现所测得的粘度曲线会随形貌转变过程的不同而发生变化。本工作证实流变学方法可以实现稀溶液中聚合物胶束形貌转变过程的在线研究。