高分子冷结晶的动力学蒙特卡罗模拟

发布时间：2020-11-11 14:51

　　 高分子可以通过冷结晶和热结晶这两种温度变化方向发生结晶。冷结晶是通过将熔融的高分子淬冷形成玻璃态,再升温至玻璃化转变温度以上实现的。冷结晶得到的晶体晶粒相对较小,结晶不完善,使得高分子具有更高的透明度和韧性,研究高分子在低温区的冷结晶行为对于实际的工业生产具有一定的指导意义。为了研究高分子的冷结晶,我们在原先高分子结晶的动态蒙特卡罗模拟方法的基础上引入了高分子链段的扩散能垒,从而更好地反映出低温区结晶主要由扩散控制的特征。另外,新模拟方法还考虑了高分子链中反式构象与旁式构象在发生相互转变时需要翻越的自由能位垒。我们把考虑了这两种能垒的模拟方法称为高分子结晶的动力学蒙特卡罗模拟。在前两章中,文章对结晶相关的高分子物理基础和蒙特卡罗方法进行了简要介绍。第三章中,我们系统地探究了新模拟方法中各个能量参数的作用和合理范围,并在该范围内选定了一组具有代表性的能量参数,进行了升温结晶和等温结晶的模拟,对体系的结晶度、链运动特征和晶区形貌等方面做了更进一步的研究,模拟结果与通常实验得到的结果相一致。本文的工作将模拟的温度范围扩大到了低温区,为通过蒙特卡罗模拟方法研究高分子的冷结晶和热结晶等不同结晶方式,以及低温拉伸等奠定了基础。
【学位单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：P631
【部分图文】：

第一章引言??图１．１不同拓扑结构的高分子ｍ??构型是分子中由化学键所固定的原子在空间稳定的几何排布，构型的改变必??须经过化学键的断裂和重组。构型异构一般包括旋光异构和几何异构。大多数的??旋光异构是由手性碳产生的，以ｓｐ３方式杂化的Ｃ原子与四个不同的基团相连时，??该Ｃ原子会成为一个手性碳。旋光异构体不能与其镜像重合，其溶液等在偏振光??通过时会改变光的偏振方向。对于高分子，聚合后往往会产生多个手性碳，这些??手性碳按特定的构型排列，可以形成全同立构、间同立构和无规立构等构型。??ＪＵＵＵＵＵＬ??ｉｓｏｔａｃｔｉｃ??Ａ＾ＪＵＵＵｋ??ｓｙｎｄｉｏｔａｃｔｉｃ??ＡＪＵＵＵＵｋ??ａｔａｃｔｉｃ??图１．２高分子链的全同立构、间同立构和无规立构［８】??而几何异构多由Ｃ＝Ｃ双键产生。由于Ｃ原子不能绕双键旋转，在形成双键的??每一个Ｃ原子上连接的两个基团均不相同时，交换其中一个Ｃ原子上两个基团??的空间位置

?ｈ??图１．４球坐标系下的高分子链?图１．５自由连接链末端距的点??及Ｋ木端距Ｗ?概率分布图［４１??将直角坐砧转换为球坐标，町以得到??３??Ｍ／（／ｉ）?＝?ｅ－＾＾Ａｎｈ２?１．５??该式及示等效Ｕ由连接链末端距在二维空间球壳层的概率密度函数，也吋以??看作末端距的径丨＾分布函数。??產獻??０?ｈ‘掠?ｈ??图１．６自由连接链木端距的径向分布图Ｗ??从图中可以看出，Ｗ（ｈ）在ｈ＊处取得最火值，称为最吋几木端距，迎过??ｄＷＶｄ／ｉ?＝?〇ｉ」ｆ以求出／ｉ％另外，Ｗ（ｈ）在ｈ?＝?Ｍ两侧的形状并不对称，不Ｍ?ｒ？岛斯??型函数。??除丫木端距外，均方回转半径也是一个描述高分子链结构的重要物理量。物??理学中，物体绕旋转轴的回转半径定义为从旋转轴到某？点的径向距离，假设物??体的整个质量都集中在该点处，则其绕给定轴的转动惯量与实际质虽分布卜的转??动惯量相同

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本文编号：2879331