剪切作用的聚合物共混体系能量损耗的分子动力学模拟

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1、ZSTUZhejiangSci-TechUniversity硕士学位论文Master’sThesis中文论文题目：剪切作用的聚合物共混体系能量损耗的分子动力学模拟英文论文题目：Moleculardynamicssimulationofenergydissipationofpolymerblendsundershearingaction学科专业：纳米材料与器件作者姓名：周彬指导教师：汪洋完成日期：2018年04月18日浙江理工大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行

2、的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得浙江理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的’说明并表示谢意。学位论文作者签名：＠签字曰期：年么月士曰、学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解浙江理工大学有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江理工大

3、学可以将学位论文的全部或部分内溶編入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：签字曰期：年（月３曰导师签名：签字曰期：年〈月￥曰浙江理工大学硕士学位论文剪切作用的聚合物共混体系能量损耗的分子动力学模拟摘要聚合物受到周期性的交变应力作用时会产生动态应力松弛现象。聚合物动态应力松弛过程中，因聚合物单体之间存在摩擦，聚合物分子链段间相对运动会产生热能损耗（能耗）。在一定时间尺度

4、内减小聚合物动态应力松弛过程中的能量损耗,能够提高聚合物材料的黏弹性。将两种聚合物混合可以促进聚合物分子链的构型释放（解缠结）过程，减少聚合物动态应力松弛过程中的能耗大小，从而提高聚合物的黏弹性。因此，采用分子动力学模拟方法计算添加短链均聚物的聚合物共混体系在剪切作用下的模量参数，分析聚合物共混体系的分子链结构，提高聚合物共混体系的黏弹性。根据Green-Kubo函数和平衡态分子动力学算法，推导剪切应力σ(t)与剪切模量G(t)之间的方程，获得平衡态的分子动力学模拟计算的方法。用这种平衡态分子动

5、力学模拟分别定量地计算在一定的时间尺度内均聚物体系、聚合物共混体系在剪切作用下的剪切模量。另外通过对聚合物共混体系中各组分的剪切模量数据拟合，推导出聚合物共混体系共混规则中的剪切模量方程，并计算聚合物共混体系在一定时间尺度下的耗散模量。运用平衡态分子动力学模拟方法定量的计算均聚物在一定时间尺度内动态应力松弛过程的模量参数。其研究结果表明短链（或分子链刚度小的）均聚物的弛豫时间比长链（或分子链刚度大的）均聚物的弛豫时间小。添加短链均聚物能减小聚合物共混体系在一定时间尺度内的耗散模量，即添加短链均聚

6、物能减少聚合物共混体系动态应力松弛过程的能量损耗。减小短链均聚物的分子链长、分子链刚度或者增大其体积分数都能使该聚合物共混体系在一定时间尺度下的耗散模量减小，进而减小聚合物共混体系在剪切作用下的能量损耗，提高聚合物共混体系的黏弹性。总之，通过添加短链均聚物可促进聚合物分子链的构型释放（解缠结）过程，减少聚合物共混体系的能量损耗，提高聚合物共混体系的黏弹性。关键词：动态力学松弛；黏弹性；分子动力学模拟；聚合物共混I浙江理工大学硕士学位论文剪切作用的聚合物共混体系能量损耗的分子动力学模拟Abstra

7、ctItisoccurreddynamicstressrelaxationwhenthepolymerissubjectedtoperiodicalternatingstress.Duetothefrictionbetweenthepolymermonomers,theenergydissipationisproducedbytherelativemotionofthepolymersegmentsduringthedynamicsstressrelaxationprocess.Reducing

8、theenergyconsumptioncanimproveviscoelasticityofpolymermaterialsinacertaintimescale.Mixingtwopolymerspromotesthereleaseofmolecularchainconfiguration,reducesenergyconsumptionintheprocessofpolymerdynamicstressrelaxationandthusimprovestheviscoelasticityo