本文關(guān)鍵詞：類聚乙烯線性聚合物結(jié)晶記憶效應(yīng)的分子動力學(xué)研究

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【摘要】：高分子材料由于其優(yōu)良特性被廣泛應(yīng)用于日常生活之中,因而在研究方面一直炙手可熱。高分子根據(jù)其形態(tài)可分為結(jié)晶高分子和非結(jié)晶高分子,高分子鏈的高度纏繞以及相互貫穿,使得高分子的結(jié)晶不像小分子結(jié)晶那樣易于觀察和研究,因而高分子結(jié)晶的熱力學(xué)和動力學(xué)過程一直是高分子領(lǐng)域內(nèi)的最具挑戰(zhàn)性的基礎(chǔ)問題之一。聚合物晶體是非熱力學(xué)平衡結(jié)構(gòu),它們的特征由結(jié)晶過程的動力學(xué)方法控制,使得結(jié)晶和熔融行為的實時性和微觀性觀察尤為重要,傳統(tǒng)的實驗方法高分子理論的研究提供了大量的依據(jù),但是仍然存在局限性。而計算機仿真的發(fā)展和應(yīng)用恰好彌補了這一缺口。本論文主要利用分子動力學(xué)的方法建立了類聚乙烯線性模型,并研究了類聚乙烯線性聚合物結(jié)晶過程的微觀結(jié)構(gòu)變化,實驗結(jié)果表明結(jié)晶過程中分子鏈的運動情況符合Keller和Fischer的折疊鏈模型,在初始時近鄰松散折疊,同時可以跨層折疊,到達最后的穩(wěn)定狀態(tài)時,呈現(xiàn)一種近鄰規(guī)則折疊的狀態(tài);并通過研究不同熔融過程后體系的結(jié)晶行為揭示了熔融溫度和熔融時間對結(jié)晶記憶效應(yīng)的影響。除此之外,我們還通過VMD的微觀視圖與有序度的計算探究了熔融溫度和熔融時間對結(jié)晶初期分子鏈結(jié)構(gòu)的影響。此外,本論文通過微觀上的有序度變化與宏觀的體積變化進行對比來驗證本實驗?zāi)Ｐ秃陀嬎惴椒ǖ暮侠硇?結(jié)果表明,本論文建立的模型結(jié)構(gòu)可以在微觀上的觀測和宏觀上的計算達成一致,說明了其理論上的合理性。
【關(guān)鍵詞】：分子動力學(xué)模擬 結(jié)晶記憶效應(yīng) 熔融溫度 熔融時間
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O632.12
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-24
• 1.1 引言8
• 1.2 聚合物結(jié)晶動力學(xué)8-12
• 1.2.1 經(jīng)典LH理論9
• 1.2.2 SG模型9-10
• 1.2.3 中介相理論10
• 1.2.4 旋節(jié)點分相輔助成核理論10-11
• 1.2.5 鏈內(nèi)成核理論11-12
• 1.3 結(jié)晶記憶效應(yīng)12
• 1.4 計算機模擬技術(shù)12-13
• 1.5 分子動力學(xué)理論13-20
• 1.5.1 分子動力學(xué)發(fā)展13
• 1.5.2 分子動力學(xué)基本原理13-14
• 1.5.3 數(shù)值積分算法14-16
• 1.5.4 勢函數(shù)16-17
• 1.5.5 系綜17
• 1.5.6 初試條件和邊界條件17-19
• 1.5.7 溫度控制方法19
• 1.5.8 壓力控制方法19-20
• 1.5.9 分子動力學(xué)軟件20
• 1.6 研究現(xiàn)狀20-23
• 1.7 課題的提出23-24
• 第二章 實驗部分24-30
• 2.1 實驗設(shè)備24-25
• 2.2 實驗?zāi)Ｐ?/span>25-29
• 2.3 實驗過程29
• 2.4 表征方法29-30
• 第三章 類聚乙烯線性聚合物的結(jié)晶過程30-36
• 3.1 結(jié)晶溫度范圍30
• 3.2 平衡熔融溫度30-31
• 3.3 結(jié)晶溫度選取31-32
• 3.4 結(jié)晶過程中分子鏈的VMD微觀視圖32-34
• 3.5 本章小結(jié)34-36
• 第四章 線性聚合物的結(jié)晶記憶效應(yīng)36-52
• 4.1 探索結(jié)晶記憶效應(yīng)的實驗過程36-37
• 4.2 熔融時間對結(jié)晶行為的影響37-45
• 4.3 熔融溫度對聚合物結(jié)晶行為的影響45-49
• 4.4 熔融溫度與熔融時間的對結(jié)晶記憶效應(yīng)的綜合影響49-50
• 4.5 本章小結(jié)50-52
• 第五章 結(jié)晶過程微觀結(jié)構(gòu)變化52-62
• 5.1 引言52
• 5.2 熔融溫度52-55
• 5.3 熔融時間55-58
• 5.4 體系有序度58-60
• 5.5 本章小結(jié)60-62
• 第六章 全文主要結(jié)論62-64
• 參考文獻64-68
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明68-69
• 致謝69-70

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