非均匀型共聚物结晶的蒙特卡洛模拟

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1、DissertationforMasterofScienceMonteCarloSimulationsofCrystallizationinHeterogeneousCopolymersFengYANGSupervisedbyProfessorWenbingHUPolymerChemistryandPhysicsSchoolofchemistryandchemicalengineeringNanjingUniversityDecember,2011目录中文摘要⋯．．⋯．．⋯．．．⋯．．．．⋯⋯⋯．．．．．⋯⋯⋯．iii英文摘要⋯．⋯．．⋯．．．．⋯⋯．⋯⋯⋯．⋯⋯⋯．⋯．．．V主要

2、符号列表．⋯．．⋯．⋯⋯．．．⋯⋯⋯．⋯⋯⋯．．．．viii第一章绪论．．⋯．⋯．．．．⋯⋯．．⋯．⋯．．．．⋯⋯⋯⋯．．11．1高分子共聚物简介⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．11．2高分子两种基本相转变⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．31．2．1高分子结晶⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．31．2．2高分子相分离⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．51．3共聚物的结晶与相分离⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．61．4本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．12第二章三维格子空间中的蒙特卡洛模拟方法⋯⋯⋯⋯⋯．．172．1蒙特卡洛方法与

3、高分子科学⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．172．2蒙特卡洛方法模拟高分子链的运动⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．172．2．1在格子空间中对高分子链运动的模拟⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．172．2．2元胞及其边界条件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．182．2．3高分子链在格子空间中的运动模式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯202．2．4能量参数的引入与Metropoiis抽样⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2l2．3本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．23参考文献⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．24第三章非均匀型共聚物结晶的蒙特卡洛模拟．．⋯⋯⋯．⋯．．263．i背景介绍⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯．．．⋯⋯．⋯．⋯⋯⋯⋯．⋯．．2

4、63．2．1模拟体系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．263．2．2结晶行为⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．313．2．3液液相分离⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．323．4中间组分⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯363．5本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．43参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．44第四章总结与展望．．⋯⋯⋯⋯⋯．．．⋯⋯．．⋯．．⋯．．．47发表文章列表⋯．．⋯⋯．⋯⋯⋯．．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯．48致谢．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．⋯⋯．．．⋯．．⋯．．49毕业论文题目：韭塑刍型甚基堑结晶煎蓥盐主渣搓垫高金王垡堂皇堑堡专业盟级硕士生姓名：堑!!垒

5、指导教师(姓名、职称)：塑塞基整筮摘要高分子是由单体通过共价键相连而成的链状大分子，是一类与人们生活密切相关的非常重要的物质。我们生活中的方方面面都涉及到了高分子材料，如纤维、塑料、橡胶、涂料等。而这些高分子中又有超过2／3的是结晶高分子。对结晶高分子进行研究从而指导生产工艺中高分子结晶条件就显得非常重要。实际生产的高分子材料大部分都是高分子的多组分体系。高分子共聚物是高分子特有的多组分混合体系，对于混合体系的相分离研究在实际生产过程中十分重要。研究高分子共聚物的结晶与相分离具有实际意义。计算机模拟已经成为除理论和实验之外的第三种重要的研究方法。随着蒙特卡罗模拟方法在高分子领域的应

6、用逐步深入，采用这一新的研究手段，已经成功地解决了许多如高分子链构象统计、链动力学以及热力学领域的问题，尤其是在结晶与相分离方面的研究。胡文兵等人将以往格子空间中链状分子的蒙特卡罗模拟方法，创造性地应用在了高分子结晶和相分离领域研究中，建立起了通过计算机模拟在高分子结晶和相分离的相互作用的基本方法体系。第一章，我们概述了高分子的一些基本概念和基本性质。高分子由于其独特的链结构的特性而有异于小分子。高分子链聚集的不同是导致同一种聚合物组成在性能上差异的重要原因。在高分子共聚物里，我们介绍关于共聚物概念、定义和实际应用。特别是非均匀型共聚物。接下来我们介绍高分子中两种重要的相转变一结晶

7、和相分离的理论介绍。同时我们依据这些理论重点介绍在高分子混合体系中(特别是二元混合物)关于相分离与结晶相互作用的理论和实验研究。对于共聚物结晶与相分离的实际对照体系，我们主要介绍了近期关于抗冲共聚聚丙烯(IPC)结晶与相分离的工作。通过以上的前期工作准备，为研究非均匀型共聚物结晶与相分离打下坚实基础。第二章，我们介绍了本文的主要研究方法，即动态蒙特卡洛模拟的基本思想、基本方法以及我们具体采用的算法。此模拟是在离散的三维格子空间中，我们通过单格点跳跃与蛇形滑移的方式实现