發(fā)布時間：2018-03-07 22:08

  本文選題：環(huán)形高分子　切入點：納米粒子　出處：《浙江大學》2017年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：納米粒子/高分子復合材料由于具有獨特的光學、電學、力學性質(zhì)而在許多科研和技術(shù)領(lǐng)域有著重要應用。一般地,納米粒子在高分子中的分散性好壞會很大程度決定材料的性能。人們做了一系列研究來實現(xiàn)納米粒子分散最優(yōu)化,常用的方法為納米粒子表面嫁接高分子以及改變高分子和納米粒子間的相互作用強度。環(huán)形高分子的特殊的拓撲結(jié)構(gòu),使其具有很多不同于線形高分子的性質(zhì)。對環(huán)形高分子熔體中納米粒子行為的研究,可能會發(fā)現(xiàn)新的有趣現(xiàn)象。第二章中,我們發(fā)現(xiàn),改變環(huán)形高分子的剛性,可以實現(xiàn)納米粒子/環(huán)形高分子復合材料中納米粒子由集聚-分散的轉(zhuǎn)變,完全不同于線形高分子熔體中納米粒子由各向同性的球形集聚轉(zhuǎn)變?yōu)榫�形集聚。這是由于半剛性環(huán)形高分子熔體中,納米粒子間的平均有效作用勢勢能隨剛性增加由短程吸引變成了排斥,且納米粒子周圍環(huán)形高分子單體濃度較高。而對納米粒子周圍環(huán)形高分子的研究,我們發(fā)現(xiàn)環(huán)形柔性鏈為徑向分布,而半剛性環(huán)形剛性鏈卻由于拓撲性質(zhì)包裹在納米粒子周圍。半剛性環(huán)形高分子覆蓋在納米粒子周圍使得其它納米粒子被屏蔽在外,促成了納米粒子的分散。這一發(fā)現(xiàn)為我們改善納米粒子在納米復合材料中的分散性提供了新的思路。囊泡在流場中的動力學行為由于和許多生物過程密切相關(guān),而引起了廣泛關(guān)注。研究發(fā)現(xiàn)干凈的單個囊泡在剪切流場中存在三種運動方式:翻滾、搖擺與坦克踩。真實的囊泡表面往往裝飾了如多糖、蛋白質(zhì)等生物大分子,有些細胞表面還帶有鞭毛。此外,囊泡與囊泡間靜電、碰撞等復雜的相互作用也能影響囊泡的動力學行為。這些復雜囊泡在剪切流場中可能出現(xiàn)新的運動方式,對其的深入研究能加深我們對某些復雜的生物過程的理解。第三章,我們研究了二維囊泡膜表面嫁接高分子或者小囊泡后在剪切流場中的動力學行為,發(fā)現(xiàn)囊泡除了那三種經(jīng)典運動方式外,在嫁接鏈或小囊泡尺寸最夠大時,在較高剪切率下還出現(xiàn)了由坦克踩向平移運動方式的轉(zhuǎn)變。此外,嫁接點的位置以及嫁接小囊泡的數(shù)目都會對新運動方式的出現(xiàn)產(chǎn)生影響。單個囊泡在剪切流場中的運動方式可以用于描述稀相囊泡懸濁液中囊泡的行為。而半稀相或非稀相囊泡懸濁液中囊泡彼此間存在相互作用(如碰撞、吸引),運動方式更加復雜,而對于這類囊泡在流場中的動力學行為的研究很少。第四章模擬了兩個相互吸引的三維囊泡在剪切流場中的動力學行為。發(fā)現(xiàn)彈性囊泡存在四種不同的運動運動方式:結(jié)合的翻滾,結(jié)合的搖擺,碰撞/轉(zhuǎn)動混合,以及分離的坦克踩。其運動方式是由剪切流場同囊泡之間的吸引的競爭結(jié)果決定的。而對于很難形變的剛性囊泡,其運動方式則相對簡單。第五章,我們探討了不同形狀納米盤在球殼表面的自組裝行為。發(fā)現(xiàn)只有在球殼彈性適中時,納米盤才能在球殼表面形成穩(wěn)定有序的自組裝結(jié)構(gòu)。而對于不同形狀和不同數(shù)目的納米盤,最終形成的自組裝結(jié)構(gòu)也會有不同。之后我們進一步研究了不同長度和數(shù)目的納米棒在球殼表面的自組裝行為。發(fā)現(xiàn)納米棒除了可以形成豐富的自組裝結(jié)構(gòu),還能調(diào)控球殼形變?yōu)榍蛐巍⑶吶求w形、橢球形、類似枕頭形或者無規(guī)則形狀。
[Abstract]:The nanoparticles / polymer composite materials with unique optical, electrical, and mechanical properties in many scientific and technological fields have important applications. In general, the dispersion of nanoparticles in the polymer will largely determine the performance of the material. They made a series of research to realize the nanoparticle dispersion optimization, commonly used methods for grafting the surface of nanoparticles and polymer polymer nanoparticles and change the interaction strength. The topological structure of special ring polymer, which has many different from the linear polymer properties. Research on behavior of polymer melt in ring shaped nanoparticles, may find new interesting phenomena. In chapter second, we found that the change of the rigid ring polymer can be achieved, nanoparticles / polymer composite nanoparticles in annular transition from agglomeration and dispersion, completely different from the Linear nanoparticles in polymer melt by spherical isotropic cluster into linear cluster. This is due to the semi-rigid ring in polymer melt, the average effective potential energy between the nanoparticles with increasing rigidity by short-range attraction turned around the ring shaped nanoparticles and exclusion, the higher concentration of monomer and polymer. The nanoparticles around the ring polymer research. We found that the annular flexible chain for radial distribution, and semi rigid rigid annular chain but due to topological properties wrapped in nanoparticles around. Semi rigid ring polymer covered on the nanoparticles so that other nanoparticles are shielded in around, contributed to the nanoparticles dispersed. This discovery provides a new way for us to improve the dispersion of nano particles in nano composite materials the vesicles in the flow dynamics due and is closely related to many biological processes, and The study found that a single capsule widely. There are three kinds of clean bubble motion in shear flow: roll, swing and tank tread. True vesicle surface often decoration such as polysaccharides, proteins and other biological macromolecules, some cell surface with flagella. In addition, vesicles and vesicles between electrostatic. Interaction of the complex can also influence the dynamic behavior of the vesicles. These vesicles appear complex movement of new possibilities on the shear flow field, this in-depth study can deepen our understanding of some complex biological processes. In the third chapter, we study the two-dimensional surface grafting polymer membrane vesicles or vesicles after in the shear flow field of the dynamic behavior, found that in addition to the three classic vesicle movement, the grafting chain or vesicle size is large enough, the high shear rate has emerged from the tank down on the translational movement mode Change. In addition, grafting position and the number of grafting vesicles will appear on the new movement influence. Movement of single vesicles in shear flow field can be used to describe dilute vesicle vesicle suspensions. The behavior of semi dilute or non dilute vesicle interactions exist between each other vesicle suspensions (such as collision, movement, attraction) is more complex, but little research on dynamic behavior of the vesicles in the flow field. The fourth chapter simulates the two three capsule attract each other in shear flow dynamic behavior. It was found that the elastic vesicles in the presence of four different exercises with the combination of: roll, swing, rotation and collision / mixing, separation tank tread. The movement is composed of shear flow with vesicles of the attraction between the competition results of the decision. It is difficult for the deformation and rigid capsule bubble movement The way is relatively simple. The fifth chapter, we discuss the different shapes of nano disk in the self-assembly behavior of spherical shell surface. Found only in the elastic spherical shell, can form self-assembled nano disk stable structure in the shell surface. For different shapes and different number of disk, the final form of the self assembly the structure will be different. Then we further studied the length and the number of nanorods on the self-assembly behavior of spherical shell surface. In addition to the formation of self-assembled nanorod found rich structure, but also regulate the deformation of spherical shell is spherical, three curved angle shape, ellipsoid, pillow shaped or similar irregular shape.

【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：O631;TB383.1

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本文編號：1581164