本研究主要是利用耗散粒子動力學模擬帶側鏈官能基團梳狀共聚物高分子與單一線性高分子共混下的平衡相態，探討梳狀鏈段在主鏈上的鏈段比、線性高分子添加的比例和鏈長對系統平衡結構的影響。
首先設定三種不同鏈段比的帶支鏈官能基團共聚物並取六種不同的混摻比例來觀察變因對平衡相態的變化；接著再改變添加之線性高分子鏈長來研究混摻分子鏈長對相態的影響，並利用瞬照圖及各剖面結構圖來討論特徵結構的變化，再以高分子構型性質如迴旋半徑和末端-末端距離來解釋不同變因下各特徵結構之間的關連性。
從模擬結果可以發現不同共混比例會影響系統的平衡相態，如層板、穿孔層板、柱狀及球狀，而線性鏈段和梳狀鏈段的比例則是會影響特徵相結構的尺寸，再者改變混摻鏈段的長度，發現和原本長鏈混摻系統相態不一樣的現象，產生許多不同的特殊圖形如啞鈴狀和瓶狀結構。結論則是我們可以控制混摻的比例及鏈段的比例來達成所預期想要的相態形狀和大小，對於製備奈米元件和材料應用上有相當顯著的幫助。

中文摘要 I
Abstract II
目錄 III
圖目錄 VI
表目錄 XII
特殊符號表 XIII
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究目的與動機 6
1.3 高分子共混簡介 7
1.4 耗散粒子動力學模擬簡介 10
第二章 文獻回顧 13
2.1 高分子共混文獻回顧 13
2.2 耗散粒子動力學模擬文獻回顧 16
2.3 耗散粒子動力學於高分子相態研究 18
第三章 研究方法 31
3.1 耗散粒子動力學基本理論 31
3.1.1耗散粒子動力學的基本假設與模擬流程 32
3.1.2運動方程式的數值方法 34
3.1.3週期性邊界 35
3.2 耗散粒子動力學力場 38
3.2.1粒子間作用力 38
3.2.2粒子內作用力 40
3.3耗散粒子動力學參數定義方法 41
3.4 程式加速方法 45
3.5 性質統計 45
第四章 模擬系統架構 47
4.1 模擬參數設定 47
4.2 系統驗證 50
第五章 結果與討論 56
5.1 不同鏈段比與混合比例 56
5.1.1對稱共聚物(A6-block-[B-graft-C]6)對混合比例 56
5.1.2非對稱共聚物(A8-block-[B-graft-C]4)對混合比例 59
5.1.3非對稱共聚物(A4-block[B-graft-C]8)對混合比例 62
5.2改變添加高分子鏈長對相態的影響 65
5.2.1對稱共聚物(A6-block-[B-graft-C]6)對混合比例 65
5.2.2非稱共聚物(A8-block-[B-graft-C]4)對混合比例 69
5.2.3非對稱共聚物(A4-block-[B-graft-C]8)對混合比例 72
5.3特徵結構對分子構型的比較 76
5.4高分子特徵結構之統整 80
第六章 結論與未來展望 82
參考文獻 85

1. Hoogerbrugge, P.J. and J.M.V.A. Koelman, Simulating Microscopic Hydrodynamic Phenomena with Dissipative Particle Dynamics. EUROPHYSICS LETTERS, 1992. 19(3): p. 155-160.
2. 陳信龍教授, 清大化工系軟凝體科學上課講義.
3. Ruokolainen, J., M. Saariaho, and O. Ikkala, Supramolecular Routes to Hierarchical Structures: Comb-Coil Diblock Copolymers Organized with Two Length Scales. Macromolecules, 1999. 32: p. 1152-1158.
4. Ruokolainen, J., et al., Switching Supramolecular Polymeric Materials with Multiple Length Scales. Science, 1998. 280: p. 557-560.
5. Ruokolainen, J., O. Ikkala, and G.t. Brinke, Self-Assembled Structures in Diblock Copolymers with Hydrogen-Bonded Amphiphilic Plasticizing Compounds. Macromolecules, 2006. 39: p. 9327-9336.
6. Ruokolainen, J., G.t. Brinke, and O. Ikkala, Supramolecular Polymeric Materials with Hierarchical Structure-Within-Structure Morphologies. Advenced Materials, 1999. 11(9): p. 777-780.
7. Tsao, C.-S. and H.-L. Chen, Concurrent Transformation of Copolymer Domain Morphology Induced by the Order-Disorder Transition of Comb Block in Supramolecular Comb-Coil Block Copolymer. Macromolecules, 2004. 37: p. 8984-8991.
8. Groot, R.D. and T.J. Madden, Dynamic simulation of diblock copolymer microphase separation. JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS, 1998. 108(20): p. 8713.
9. Dikobe, D.G. and A.S. Luyt, Morphology and properties of polypropylene/ethylene vinyl acetate copolymer/wood powder blend composites. eXPRESS Polymer Letters, 2009. 3(3): p. 190-199.
10. http://www.azonano.com/.
11. www.veeco.com/.
12. http://www3.interscience.wiley.com/.


13. Soto-Figueroa, C., et al., Mesoscopic simulation of metastable microphases in the order-order transition from gyroid-to-lamellar states of PS-PI diblock copolymer. Chemical Physics Letters, 2008. 460: p. 507-511.
14. Espanol, P. and P. Warren, Statistical Mechanics of Dissipative Particle Dynamics. EUROPHYSICS LETTERS, 1995. 30(4): p. 191-196.
15. Groot, R.D., Mesoscopic Simulation of Polymer-Surfactant Aggregation. Langmuir, 2000. 16(19): p. 7493.
16. Groot, R.D., Electrostatic interactions in dissipative particle dynamics - simulation of polyelectrolytes and anionic surfactants. JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS, 2003. 118(24): p. 11265.
17. Groot, R.D., T.J. Madden, and D.J. Tildesley, On the role of hydrodynamic interactions in block copolymer microphase separation. JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS, 1999. 110(19): p. 9739.
18. Groot, R.D. and S.D. Stoyanov, Mesoscopic model for colloidal particles,powders, and granular solids. Phys Rev. E, 2008. 78(5).
19. Groot, R.D. and P.B. Warren, Dissipative particle dynamics: Bridging the gap between atomistic and mesoscopic simulation JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS, 1997. 107(11): p. 4423.
20. 邱佑宗, 耗散粒子動力學計算方法簡介及應用. 工業材料雜誌, 2004. 213.
21. HAN, C.D., et al., Prediction of Equilibrium Polymer Blend Morphology in Dispersed Two-Phase Flow and Comparison With Experiment. POLYMER ENGINEERING AND SCIENCE, 1998. 38(7): p. 1154-1166.
22. Faker, M., et al., Rheology, Morphology and mechanical properties of polyethylene/ethylene vinyl acetate copolymer (PE/EVA) blends European Polymer Journal, 2008. 44.
23. Chen, X.C. and P.F. Green, Control of Morphology and Its Effects on the Optical Properties of Polymer Nanocomposites. Langmuir, 2010. 26(5): p. 3659-3665.
24. Abu-Sharkh, B. and A. AlSunaidi, Morphology and Conformation Analysis of Self-Assembled Triblock Copolymer Melts. Macromol. Theory Simul., 2006. 15: p. 507-515.

25. You, L.-Y., et al., Microphase Transitions of Perforated Lamellae of Cyclic Diblock Copolymers under Steady Shear. Macromolecules, 2007. 40: p. 5222.
26. Wang, Y.-C., S.-P. Ju, and W.-J. Lee, Modeling of polyethylene and poly (L-lactide) polymer blends and diblock copolymer: Chain length and volume fraction effects on structural arrangment. J. Phys. Chem., 2007. 127(6).
27. Khokhlov, A.R. and P.G. Khalatur, Microphase separation in diblock copolymers with amphiphilic block: Local chemical structure can dictate global morphology. Chemical Physics Letters, 2008. 461: p. 58~63.
28. Gai, J.-G., et al., Dissipative particle dynamics study on the phase morphologies of the ultrahigh molecular weight polyethylene/polypropylene/poly(ethylene glycol) blends. Polymer, 2009. 50: p. 336-346.
29. Roy, S., et al., Morphology of Phosphonic Acid-Functionalized Block Copolymers Studied by Dissipative Particle Dynamics. Macromolecules, 2009. 42: p. 841-848.
30. 農志雄 and 諶玉真, 以耗散粒子動力學法研究雙段鏈星狀高分子之型態. 台灣大學化工所碩士論文, 2006.
31. 楊智傑 and 諶玉真, 水溶兩相系統相平衡之研究. 台灣大學化工所碩士論文, 2008.
32. 黃茂嘉 and 諶玉真, 以耗散粒子動力學法研究星狀段鏈共聚合高分子溶液之微胞性質. 台灣大學化工所碩士論文, 2007.
33. 黃奎鈞 and 諶玉真, 界面活性劑與囊胞作用之研究. 台灣大學化工所碩士論文, 2008.




34. 陳與文 and 諶玉真, 以耗散粒子動力學法研究三段鏈共聚高分子在混合溶劑中之微胞型態. 台灣大學化工所碩士論文, 2007.
35. 陳佑任 and 諶玉真, 雙親性高分子自組裝結構之研究. 台灣大學化工所碩士論文, 2008.
36. 周勢濠 and 諶玉真, 以耗散粒子動力學法研究三段鏈星狀高分子之型態. 台灣大學化工所碩士論文, 2006.
37. 吳逸帆 and 諶玉真, 以耗散粒子動力學法研究樹枝狀高分子之藥物攜帶及釋放功能. 台灣大學化工所碩士論文, 2007.
38. 薛效仰 and 黃慶怡, 塊狀共聚物在選擇性溶劑效下之結構衍變及尺寸分析. 台灣大學高分子所碩士論文, 2005.
39. 陳志銘 and 黃慶怡, A2-star-(B-graft-C)共聚合物結構內有結構的階級性微結構形態. 台灣大學高分子所碩士論文, 2007.
40. 許堯直 and 黃慶怡, 利用耗散粒子動力學探討A-graft-B梳狀以及A-block-(A-graft-B)線性梳狀共聚合物的相行為. 台灣大學高分子所碩士論文, 2007.
41. 許喻傑 and 黃慶怡, 塊狀共聚合物在兩個溶劑效應下之結構衍變及層狀結構尺寸分析. 台灣大學高分子所碩士論文, 2005.



42. 張譽瓏 and 黃慶怡, A2-star-(B-graft-C)共聚合物在熔融態和溶液態中階級性結構內有結構相行為的探討. 台灣大學高分子所碩士論文, 2008.
43. 邱宇政 and 黃慶怡, 利用分散粒子動力學探討界面活性劑添加兩溶劑時之相行為. 台灣大學高分子所碩士論文, 2005.
44. 林裕智 and 黃慶怡, 利用耗散粒子動力學探討A-block-(B-graft-C)線性梳狀共聚合物的相行為. 台灣大學高分子所碩士論文, 2007.
45. 林智浩 and 黃慶怡, ABC星狀共聚物在不對稱作用力下的相變化行為探討. 台灣大學高分子所碩士論文, 2008.
46. 方信凱 and 黃慶怡, 利用耗散粒子動力學探討ABC星狀高分子從弱聚集區域至強聚集區域的形態. 台灣大學高分子所碩士論文, 2007.
47. 于旭東 and 黃慶怡, 利用分散粒子動力學探討AB2星狀高分子共聚物的相行為和分子結構分析. 台灣大學高分子所碩士論文, 2006.
48. 蔣嘉豐 and 曹恆光, 以分散粒子動力學法模擬雙性團聯共聚物微胞之探討. 中央大學化材所碩士論文, 2005.


49. 陳偉民 and 曹恆光, 分散粒子動力學法模擬雙嵌式共聚物與三崁式共聚物微胞之探討. 中央大學化材所碩士論文, 2006.
50. 房哲名 and 曹恆光, 利用耗散粒子動力學探討星形高分子溶液的滲透壓及維里係數. 中央大學化材所碩士論文, 2007.
51. 王嵐慧 and 曹恆光, 以微觀角度分析具互溶性之液-液相. 中央大學化材所碩士論文, 2007.
52. 謝升元 and 汪上曉, 以軟粒子動力學法模擬團聯共聚物的相態. 清華大學化工所碩士論文, 2004.
53. 葉尚諭 and 汪上曉, 以軟粒子動力學法模擬雙團聯共聚物的螺旋結構. 清華大學化工所碩士論文, 2005.