高分子结晶的计算机模拟

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1、复旦大学硕士学位论文高分子结晶的计算机模拟姓名：徐亮申请学位级别：硕士专业：材料物理与化学指导教师：卜海山20030430摭要在本论文中给出了两个关于高分子链缠结的模型，基于这些模型，探讨了关Y『缝结对高分子结晶速度和结晶形态酶影#哦1．在第一个模型中，姆可运动的链在运动过程中受到冻结链的阻碍视为缠结。在～个空间元中，两个链共存。可运动的链通过蛇行运动从这个空闯元中运动出去，当它浆矮心移动了题倍数翻转半径的时候，嬲个链。埝好彼此分离，掩这～个过程看作为解缠结。通过解缠结速度和结晶速度的比较，可以将温度区间分为三拿区

2、域。在第一个区域墨，络鑫速凄快予鼹缝结速凌，所以，结晶造程中齑分子链没有时间发生长程运动，只能就地调整，就地进入品格。在第二个区域，结晶这度和解缠结速度基本相当，缠结对于结黼速度的影响也就最大，在这个温度区域墨，赢分子链可以发生长稷运动，到达鼎核表两进行结晶，但是当第一个高分子链还没有结晶完全的时候第二个链就已经部分进入了晶格。在区域三，结菇速度罄远运褴于鳃缠缝遴凄，戮瑟裹分子链骞足够懿薅润怒缠蘩，嚣曼只有当第一个链摹本结晶完全的时候，簿二个高分子链才会进入晶格。2．在第二个模型当中，针对第一个模型的不足进行了修改

3、。缆结被嚣作·些在高分子链上随机选取的非活性链段，这些非活性链段的运动必须克服额外的位垒。凝撼Hoffman弱襞嶷理论，裹分子链楚在结最驱动力题推动F从瘩分子熔体中抽出，然后在晶核表面结晶。在regimeI和regimeII，结晶速度很慢，舞分予链歇洛体中赫出时有迳够的时闽实现解灌结。溉就莲说，当高分子链进入结晶的表面层时，缠结也就不再存在了。所以在模型当中，当高分子链进入晶体的表面层以后，非活性链段的运动就不需要克服额外的位垒了。通过改变非活性缝段的个数n秘额夕}运动位垒f，擞了一系列憋模拟，模拟结果表硬缝继对于

4、结晶速度和结晶形态有着显蔷的影响。随着n和f的增加，结晶速度降低，同时得到熬晶体具有多个冀层，t秘缝缭较少时褥裂懿鹣落穗姥显得不麓整。攘搭鹣结暴也表明：和铺展速皮相比，=次成核的逮度非常的缓慢，而且二次成核的速度随着n和f的增加而降低。关键字：MonteCarlo模拟；结晶；形态；缠结：成核AbstractInthisthesis，twomodelswerepresentedtosimulatetheentanglementofpolymerchainsandbasedonthesemodelsthecrystal

5、lizationandmorphologyofentangledpolymerchainswereinvestigated．1Tosimulateentanglementinthefirstmodel．amobilechainisassumedtomoveinafrozenenvironmentthroughfixedobstacles．Whileamobilechainandafrozenchaincoexistinthesamevolumeelement，themobilechaindiffusesadista

6、nceof2Rgthroughareptationtypeofmovementandmovesoutofthevolumeelement，thisprocessiSconsideredtobecompletedisentanglement．Uponcomparingthecrystallizationrateanddisentanglementrateonthesametemperaturescale，threetemperatureregionscanbefound．Inthefirstregion，thecry

7、stallizationrateisfasterthandisentangIemenlrate，andthepolymerchainsdonothaveenoughtimetomovelongdistancebeforecrystallizationandtheycrystallizein—situ，leadingtotheformationofsmallcrystals．Inthesecondregion，thedisentanglementspeedcanmatchcrystallizationspeedand

8、thusthedisenlangIementwouldperformagreateffectoncrystallizationThepolymerchainshaveachanceinthiscasetomovetoseedandcrystallizeOnthesurfaceoftheseedtoformcrystallayers。Butbeforethef