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聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(PEO-PPO-PEO)嵌段共聚物具有分子可设计性、生物相容性和环境响应性等优良特点,在众多领域中得到了广泛应用。了解和掌握嵌段共聚物在选择性溶剂中的聚集体形貌及形成机理是其应用的关键。有关PEO-PPO-PEO在水溶液中的宏观聚集行为已有大量的报道,但对其聚集体形貌的形成及调控机理仍然缺乏深入的研究。分子间弱相互作用是构建特定纳微结构的重要驱动力。利用分子间弱相互作用对PEO-PPO-PEO聚集行为进行调控不仅有助于加深对其聚集体形成机理的理解,也有望提供一种简便的形貌调控手段。基于此,本学位论文通过结合动态光散射、冷冻透射电镜和核磁共振光谱等实验方法与分子动力学模拟手段,研究了小分子化合物对PEO-PPO-PEO嵌段共聚物水溶液中聚集行为的影响,探索了它们之间的各种弱相互作用对聚集体形貌的调控规律,并提出相应的形貌转变机理。研究内容和结果主要包括以下四个方面:(1)以不同烷基链长度的没食子酸酯为模型小分子,研究了分子间疏水相互作用对PEO-PPO-PEO聚集体形貌的调控及机理。研究结果表明随着没食子酸酯烷基链的增长,其与PPO嵌段间的疏水作用显著增强,从而使它们位于胶团的不同位置。其中,烷基链最短的没食子酸甲酯分布于胶团内核、外壳及外部溶剂中,只能引起胶团尺寸变大而不能导致形貌改变。烷基链较长的没食子酸丙酯的芳香环、酯基及相邻亚甲基位于胶团核-壳界面,其余烷基链位于胶团内核。这种定位致使部分PPO内核暴露于水中,破坏了胶团的稳定性,导致胶团之间发生融合、聚集形成大胶团甚至胶团簇集体。烷基链最长的没食子酸辛酯与PPO嵌段间的强疏水作用使其主要位于胶团PPO内核,其芳香环位于胶团核-壳界面,从而引起胶团发生球形-棒状的形貌转变。(2)以具有不同酚羟基数量的苯甲酸酯为模型小分子,研究了分子间氢键作用对PEO-PPO-PEO聚集体形貌的影响。研究结果表明没有酚羟基的苯甲酸丙酯与PEO嵌段间无氢键作用,只与PPO嵌段间存在疏水作用,从而完全位于胶团内核,对胶团形貌没有影响。而具有一个酚羟基的对羟基苯甲酸丙酯,酚羟基与PEO嵌段的氢键作用使其芳香环位于胶团的核-壳界面,烷基链位于胶团内核,从而引起胶团发生球形-长蠕虫状-单层囊泡的转变。而具有三个酚羟基的没食子酸丙酯,其与PEO间的氢键作用进一步增强,因而相对于对羟基苯甲酸丙酯其在胶团里的位置更靠近胶团外壳,从而能够诱导大胶团及胶团簇集体的形成。分子动力学模拟表明,虽然小分子与PPO嵌段间的疏水作用要明显强于其与PEO嵌段间的氢键作用,仍可以通过调节氢键作用的强度实现对聚集体形貌的调控。(3)以正辛醇、正辛胺和正辛酸为代表,进一步考察了具有不同氢键供体的小分子对PEO-PPO-PEO聚集体形貌的调控。三种小分子都能增大P123胶团的尺寸,但正辛醇不能引起胶团形貌的变化,而正辛胺和正辛酸能分别引起胶团发生球形-短蠕虫状和球形-长蠕虫状-单层囊泡的形貌转变。虽然三种小分子与P123嵌段共聚物间的作用位点相同,但作用强度上的差异导致它们位于胶团内的不同位置。其中,正辛酸与PEO、PPO嵌段间的作用最强,其次是辛胺,辛醇与PEO、PPO嵌段间的作用最弱。(4)离子液体独特的结构蕴含着多重弱相互作用。本学位论文最后考察了阳离子型表面活性离子液体(SAILs)对水溶液中PEO-PPO-PEO聚集体行为的影响。C8mimBr、C8PyBr和C8MPB对F127嵌段共聚物的CMT没有影响,但会影响胶团的组成。SAILs的加入使F127溶液的浊点升高,且SAILs升高浊点的能力随其烷基链的增长而增强。SAILs对F127胶团的影响与其浓度密切相关,当SAILs浓度较低(<CMC)时,不同种类SAILs通过不同分子间作用而进入F127胶团,形成尺寸更小、核-壳界面带电荷的混合胶团。当SAILs浓度较高(>CMC)时,核-壳界面上增强的静电排斥作用使混合胶团分解,SAILs聚集形成胶团,F127单分子链通过不同作用位点与SAILs胶团接触。