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《吉林大学》 2009年
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嵌段共聚物的非平衡态耗散粒子动力学研究

尤莉艳  
【摘要】: 本论文研究中开发非平衡态耗散粒子动力学模拟方法,实现了稳态剪切,振荡剪切以及顶盖驱动流场等一系列流场。利用非平衡态耗散粒子动力学方法,分别对环形二嵌段共聚物、线型二嵌段共聚物在剪切场的作用下的相行为,嵌段共聚物胶束在顶盖驱动流场下的形貌变化进行了研究。主要内容包括: 研究了本体中环形二嵌段共聚物的穿孔的层状相在简单剪切流场的作用下的相行为和流变学性质。确认了两种典型的相转变过程:(1)从穿孔层状相到层状相的转化,(2)从穿孔层状相到六方堆积柱状相的转化。发现剪切速率不仅对穿孔层状相最终形成的相态,起决定性的作用;而且还对最终形成的相的形貌有巨大的影响。通过序参量随时间的演化过程发现,剪切可以促进体系的演化,加快其达到稳定的状态。剪切粘度随着剪切速率的增加而减小,但是在剪切导致的柱状相出现时,有一个局部的升高。 利用非平衡态耗散粒子动力学方法研究了线型二嵌段共聚物层状相在振荡剪切作用下的相行为,发现剪切导致的层状相形貌是剪切振幅和频率共同作用的综合结果。我们在同一振幅的条件下,比较频率对取向选择的影响,确认了取向对频率的依赖关系。另外,我们还通过计算在相同振幅、不同频率下体系序参量来研究剪切导致的层状相相转变的动力学过程。在模拟中,剪切可以引起无序相到层状相的相转变。我们发现剪切可以使相转变临界点(χN)ODT降低。我们还研究了复合剪切粘度和复合模量在振荡剪切中的变化。 利用非平衡态耗散粒子动力学模拟方法,研究了溶液中线性二嵌段共聚物胶束在顶盖驱动流场的条件下的形态变化,研究了顶盖驱动流场对其相行为的影响。我们发现:在顶盖驱动流场和限制性的墙的共同作用下,线性两嵌段共聚物胶束的形貌和平衡态时的形貌有很大的区别。此外,限制性的墙与高分子链段之间的相互作用对嵌段共聚物聚集体的形貌有不可忽视的影响。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:O631.3

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