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线形、梳形和星形高分子静态和动态性质的模拟
引用本文:潘凯,朱有亮,付翠柳,黄以能,孙昭艳.线形、梳形和星形高分子静态和动态性质的模拟[J].高等学校化学学报,2016(6):1196-1201.
作者姓名:潘凯  朱有亮  付翠柳  黄以能  孙昭艳
作者单位:1. 伊犁师范学院物理科学与技术学院,新疆凝聚态相变与微结构实验室,伊宁835000; 中国科学院长春应用化学研究所,高分子物理与化学国家重点实验室,长春130022;2. 中国科学院长春应用化学研究所,高分子物理与化学国家重点实验室,长春130022;3. 伊犁师范学院物理科学与技术学院,新疆凝聚态相变与微结构实验室,伊宁835000; 南京大学物理学院,固体微结构物理国家重点实验室,南京210093
基金项目:国家“九七三”计划项目(2012CB821500),国家自然科学基金(21222407
摘    要:以梳形高分子为纽带,基于粗粒化分子动力学模拟方法,研究了线形、梳形和星形拓扑结构高分子的静态和动态性质,以揭示稀溶液中高分子链行为与链拓扑结构依赖关系的一般性规律.研究结果表明,随着线形-梳形-星形的链拓扑结构转变,回转半径的标度关系由仅依赖分子聚合度转变为同时依赖链聚合度与臂数或侧链数.分析了星形高分子和梳形高分子的静态和动态性质的特征规律.星形高分子的臂数增加使其尺寸迅速减小,形状则由长椭球形转变为类球形,且扩散系数也随之增加;其均方回转半径(〈R_g〉)和扩散系数(D)与分子聚合度(N)及臂数(f)的标度规律为〈R_g〉~N~(0.581)f~(-0.402),D~N~(-0.763)f~(0.227).梳形高分子的静态与动态性质与分子聚合度及侧链数的依赖关系为〈R_g〉~N~(0.597)f~(-0.212)(每个支化点只有一条侧链)和〈R_g〉~N~(0.599)f~(-0.316)(每个支化点有多条侧链).

关 键 词:分子动力学模拟  星形高分子  梳形高分子  均方回转半径  扩散系数

Simulation on the Static and Dynamic Properties of Linear,Comb-like and Star-like Polymers
Abstract:We studied the static and dynamic properties of linear, comb-like and star-like polymers by means of molecular dynamics method. We found star-like polymers had the smallest size, and linear polymers had the largest size at the same chain length. Changing the chain topologies from linear to comb-like and star-like will lead to the great dependence of the scaling relationship of radius of gyration on both the degree of polymeriza-tion and the number of side chains or the arms. For star polymers, the increase of the number of arms results inthe decrease of the radius of gyration and increase of the diffusion coefficients. Moreover, the scaling relationship for radius of gyrations for star polymers and comb polymer is also obtained. These results may help people understand the physical insight of the topological structure dependence on the static and dynamic properties of polymer chains.
Keywords:Molecular dynamics simulation  Star-like polymer  Comb-like polymer  Radius of gyration  Diffusion coefficient
本文献已被 CNKI 万方数据 等数据库收录!
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