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高分子链在表面上的吸附和扩散及聚合物共混物相行为的研究

牟丹  
【摘要】: 本论文运用计算机模拟方法研究高分子体系,其中涉及高分子链在表面上的吸附和扩散,以及聚合物共混物相行为这两方面的研究: 一、微观尺度上的模拟:运用分子动力学(Molecular Dynamics, MD)的方法分别研究极性的聚乙烯醇链、非极性的聚乙烯链在强极性羟基化β-石英(100)表面上的吸附和扩散行为。研究表明,当表面具有有序极性的羟基阵列排布时,无论吸附高分子链的极性如何,都能够很快吸附到表面上,高分子链在表面上的扩散速度随着链长的增加而降低。较低聚合度(10-60)的高分子链在表面上的平衡吸附构型均为有序的二维折叠构型,并且沿着(110)方向取向。这一研究结果,为制造聚合物薄膜提供了理论参考。 二、介观尺度上的模拟:通过介观模拟方法研究聚氧化乙烯(poly(ethylene oxide) , PEO)和聚甲基丙烯酸甲酯(poly(methyl methacrylate),PMMA)的二元共混物的相行为。研究表明,此共混物为相容体系,通过向共混物引入外界影响因素,如施加剪切场、添加嵌段共聚物等手段,可以改变共混物的相形态,其中,施加剪切场对共混物相行为的影响程度最大。另外,考虑了纳米颗粒在聚合物共混物中的掺杂,当共混物中聚氧化乙烯为主要成分时,其共混物相形态改变的程度最大。增加所掺杂的纳米颗粒的数密度和尺寸,对共混物相形态改变的程度最大。这些研究结果为改善聚合物共混物相形态提供了理论依据。


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