聚合物鏈是由單體鏈接而成,其構(gòu)象由于單體之間,單體與環(huán)境之間的相互作用以及聚合物鏈柔性而千變?nèi)f化。將聚合物鏈的一端接枝在基板上可以形成聚合物刷,其在許多領域如膠體穩(wěn)定性,生物相容性等方面有廣泛應用。我們使用分子動力學模擬方法,運用LAMMPS軟件研究具有不同拓撲結(jié)構(gòu)的聚合物刷在不同鏈剛度條件下的性質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)聚合物刷的鏈剛度對聚合物刷單體密度輪廓曲線,回轉(zhuǎn)半徑,鍵取向以及末端矢量方面有重要影響。回轉(zhuǎn)半徑的標度定律表明聚合物刷的尺寸對鏈剛度與拓撲結(jié)構(gòu)有很強的依賴關系。通過擬合相關參數(shù)也得到了關于FENE的經(jīng)驗性公式。對聚合物末端矢量的分析發(fā)現(xiàn)其符合一般性的Gauss分布模型,但是鏈剛度的增大會使得末端矢量更趨近于聚合物刷表面。在研究中還發(fā)現(xiàn)鏈剛度對聚合物刷的影響存在飽和現(xiàn)象,當鏈剛度增大到一定程度時,聚合物刷的性質(zhì)幾乎不會發(fā)生變化。海洋生物淤積是海洋微生物在人造表面的淤積現(xiàn)象,這是一個影響航海和水產(chǎn)養(yǎng)殖的全球性問題。各種類型的功能性聚合物刷涂層的發(fā)展有望以更小的環(huán)境代價達到海洋設備去污和防腐蝕的效果。為了探究如海洋藻類等物質(zhì)如何進入船體涂層表面,我們將聚合物刷的上方位置覆蓋自由的高分子鏈,并通過等溫壓縮過程,待其達到穩(wěn)定平衡后,根據(jù)自由高分子鏈和聚合物刷的密度輪廓曲線來探究鏈剛度和拓撲結(jié)構(gòu)對穿透過程的影響。研究發(fā)現(xiàn)相比于剛度較大的聚合物鏈,柔性鏈能更好地阻礙自由分子鏈進入聚合物刷,而拓撲結(jié)構(gòu)的變化似乎對自由鏈穿越聚合物刷沒有影響。
【學位單位】：廈門大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：O631.1
【部分圖文】：

Ｒ??圖２．１柔性鏈的一種構(gòu)象??圖２．１為由ｎ個主鏈鏈段＾構(gòu)成的柔性鏈，由于該鏈處于理想態(tài)，所以沿??著分子鏈足夠遠的原子之間沒有凈相互作用。高分子鏈擁有柔性的主要因素是旋??轉(zhuǎn)角０的變化，導致能量的變化。如果忽略沿主鏈相互遠離的單元之間的??相互作用，且對高分子鏈中鍵角和旋轉(zhuǎn)角的取值范圍進行不同限制，則形成不同??的理想聚合物模型。其中鍵角和旋轉(zhuǎn)角的狀態(tài)數(shù)由聚合物的化學結(jié)構(gòu)決定，例如，??１，４－聚異戊二烯很柔順，而雙螺旋ＤＮＡ的局部則很剛硬。??１１??

２．１．１理想鏈簡介??Ｒ??圖２．１柔性鏈的一種構(gòu)象??圖２．１為由ｎ個主鏈鏈段＾構(gòu)成的柔性鏈，由于該鏈處于理想態(tài)，所以沿??著分子鏈足夠遠的原子之間沒有凈相互作用。高分子鏈擁有柔性的主要因素是旋??轉(zhuǎn)角０的變化，導致能量的變化。如果忽略沿主鏈相互遠離的單元之間的??相互作用，且對高分子鏈中鍵角和旋轉(zhuǎn)角的取值范圍進行不同限制，則形成不同??的理想聚合物模型。其中鍵角和旋轉(zhuǎn)角的狀態(tài)數(shù)由聚合物的化學結(jié)構(gòu)決定，例如，??１，４－聚異戊二烯很柔順，而雙螺旋ＤＮＡ的局部則很剛硬。??１１??

圖２．?３相同力拉伸下理想鏈和真實鏈的Ｍａｘｗｅｌｌ展示??由于每條鏈均為一個拉伸團的拉伸陣列，拉伸條件下的末端距＼就是拉的尺寸＃乘每條鏈中的團數(shù)ｉＶ／ｇ。??理想鏈：（２．２ｆ?ｇ會??纖Ｒｆ＜爺？琴?（２，拉伸中理想鏈和真實鏈的區(qū)別值得關注。理想鏈服從Ｈｏｏｋｅ定律，力ｆ和￣具有線性正比關系。而真實鏈中力ｆ和伸長＼的是非線性關系，使用Ｆｌｏｖ?＝?３２３。ｆ
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