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近年来,聚合物和离子液体复合体系越来越受到重视,广泛应用于质子交换膜、自组装、催化有机合成材料、响应性负载材料、功能性吸附材料等领域。采用计算机分子模拟的方法研究有助于人们弄清这一复合体系中的介观结构及影响因素,从而为新型材料的开发提供指导。本文将采用耗散粒子动力学方法研究这一复杂软物质体系。首先,我们模拟研究了离子液体含量和温度对Nafion-[Bmim][TfO]复合膜的介观结构的影响。结果发现了微相分离现象。对不同条件下的微相分离形成的孔径分析表明,随着离子液体在复合膜中含量的增加,离子液体在膜中的聚集形态由分散的团簇转变为连续的通道,但过高的含量会产生腔室结构。随着温度的上升,离子液体通道的结构变得更加复杂,原有的腔室结构转化为通道的新支路,即高温下离子液体通道变得更加连通。界面分布几率和径向分布函数的分析表明,离子液体的阳离子烷基链嵌进Nafion主链中,侧链磺酸基团分布的变化直接影响咪唑基团和阴离子在微相界面的分布。然后,我们系统探索了两亲性嵌段聚合物PB-b-PEO和离子液体[Bmim][PF6]的自组装相行为,研究了PB、PEO、[Bmim][PF6]比例变化对相态结构的影响,并分析相互之间的转化规律,并绘制作了这一复杂体系的三元相图。模拟结果发现在低聚合物浓度时,PB-b-PEO作为体系的分散相,在不同的嵌段比下能形成球状、棒状胶束、囊泡,薄片等结构。随着浓度增大,PB-b-PEO形成连续相,在不同的嵌段比下能形成蠕虫状胶束和枝状薄片、层状、管状和板块状结构,[Bmim][PF6]也由连续相逐渐向分散相转化,形成IL微相结构。最后,我们还模拟研究了离子液体[Bmim][BF4]复合膜介观结构,并与[Bmim][TfO]的复合膜作对比。研究发现膜内存在相似的微相分离,但整体上含[Bmim][BF4]的复合膜表现出更好的IL通道分布,这与阴离子在微相界面的分布有重要的相关关系。为了获得物质传导性能更好的单方向通道,我们加入PVdF-co-HFP构建共混膜进行模拟。研究发现,Nafion的共聚比会影响IL通道内的结构以及Nafion的分布;聚合物共混比会影响IL在膜内结构的连贯状态,从不连续的到单方向性到多方向性的结构;离子液体含量会直接影响IL连续相的形成。通过分析,当共聚比取11:1,共混比取10:90,离子液体含量取0.3时,能获得良好的单方向通道结构。