均聚物结晶与熔融化转变的稳态和亚稳态统计理论Ⅴ 分子分凝统计结晶动力学—结晶增长速率对结晶生长机制和高聚物起始结构的依赖性

首先对结晶增长速率同浓度、分子量和链柔性依赖性进行总结，然后基于微晶核和粒——高分子键组网络结构模型和高分子分子分凝统计结晶动力学，根据高分子链组是微晶粒同连接链段复合体的结构特征及它们间存在的四个相关性（并存性、简并性、顺反式构象共存性和物料守恒性）的事实，成功地把连接链段缩短增长动力方程同微晶粒体积增大增长动力方程有机结合在一起，从理论上创建出一种微晶粒数增长速率和微晶粒尺寸增长速率表达的一般化计算法，推导出结晶体系的微晶粒数增长速率和微晶粒尺寸增长速率同四种增长机制（近邻折叠，近邻伸直，近邻折叠同近邻伸直并联并存和近邻折叠同近邻伸直串联并存）、结晶温度和高分子起始结构（分子量）间定量表达式．当把分子量的指数同链的构象分数相连后，就又从理论上得到了分子量指数同温度和链柔性间的关系式，并讨论了它们同增长机制间的关系，最后以大量结晶动力学实验数据对上述所得到的关系式进行了验证，结果表明它们均能同实验结果很好符合．     

均聚物结晶与熔融化转变的稳态和亚稳态统计理论Ⅴ 分子分凝统计结晶动力学—结晶增长速率对结晶生长机制和高聚物起始结构的依赖性

首先对结晶增长速率同浓度、分子量和链柔性依赖性进行总结,然后基于微晶核和粒———高分子键组网络结构模型和高分子分子分凝统计结晶动力学,根据高分子链组是微晶粒同连接链段复合体的结构特征及它们间存在的四个相关性(并存性、简并性、顺反式构象共存性和物料守恒性)的事实,成功地把连接链段缩短增长动力方程同微晶粒体积增大增长动力方程有机结合在一起,从理论上创建出一种微晶粒数增长速率和微晶粒尺寸增长速率表达的一般化计算法,推导出结晶体系的微晶粒数增长速率和微晶粒尺寸增长速率同四种增长机制(近邻折叠,近邻伸直,近邻折叠同近邻伸直并联并存和近邻折叠同近邻伸直串联并存)、结晶温度和高分子起始结构(分子量)间定量表达式.当把分子量的指数同链的构象分数相连后,就又从理论上得到了分子量指数同温度和链柔性间的关系式,并讨论了它们同增长机制间的关系.最后以大量结晶动力学实验数据对上述所得到的关系式进行了验证,结果表明它们均能同实验结果很好符合.     

高分子熔体和浓溶液流变性能的研究

基于多重缠结网络结构模型和高分子链上缠特点在流动中可进行动态解缠和再缠结的多重蠕动机理，用统计力学和动力学相结合的方法，分别了出了缠结链组的末端距分布函数；处于缠结状态下高分子链构象统计分布函数；受力下聚合物是性形变自由能和解除外力下高分子挤出体可回复性粘弹性形变自由能，提出了高分子挤出体可回复形变的粘弹性分子理论。推导出了的高分子熔体的回忆函数、简单剪切流下的本构方程和物料函数，并采用一种新的方法测定出物料的四种参数：η０、Ｇ＾０Ｎ、ｎ′和≤。对于高分子挤出体。可回复性粘弹性形变由快速弹性形变和慢速粘弹性形变两者组成，当把两种变量的复合结构参数－分子链的反式构象分数引入两种形变自由能表达式后，就从理论上得到了可回复形变量同挤出胀大比间的定量表达式，从而建立起一具有分子链结构参数的新的挤出胀大比方程，可回复形变     

用NMR弛豫研究溶液中聚苯乙烯的缠结特性

详细研究了在θ溶剂环已烷和二氧六环中聚苯乙烯（ＰＳ）链的弛豫特性随分子量、浓度和温度的变化规律，发现在ＰＳ的溶液中同时存在拓扑缠结和凝聚缠结．前者的形成强烈的依赖于分子量、浓度和温度，而后者主要同浓度和温度有关．侧基苯环的层叠作用（即凝聚缠结）对ＰＳ的溶解过程及主链的运动有很大影响，从而对ＰＳ的溶液性质乃至固体性质起着决定性作用．另外还发现在不同分子量范围内，分子量对ＰＳ的弛豫特性的影响明显不同．这被解释为同溶液中ＰＳ链的缠结的形成，单位体积内缠结点数的增加等因素有关．     

均聚物结晶与熔融化转变的稳态和亚稳态统计理论Ⅵ. 分子分凝统计结晶动力学-结晶增长速率对结晶生长机制和溶液浓度和的依赖性

首先对结晶增长速率同浓度和链柔性依赖性进行总结,然后基于微晶核和粒———高分子键组网络结构模型和高分子分子分凝统计结晶动力学,根据高分子链组是微晶粒同连接链段复合体的结构特征及它们间存在的四个相关性(并存性、简并性、顺反式构象共存性和物料守恒性)的事实,成功地把连接链段缩短增长动力方程同微晶粒体积增大增长动力方程有机结合在一起,从理论上创建出一种微晶粒数增长速率和微晶粒尺寸增长速率表达式的一般化计算法,推导出结晶体系的微晶粒数增长速率、微晶粒尺寸增长速率同四种增长机制(近邻折叠,近邻伸直,近邻折叠同近邻伸直并联并存和近邻折叠同近邻伸直串联并存)、结晶温度和和结晶浓度间定量表达式.当把浓度指数同链的构象分数相连后,就又从理论上得到了浓度指数同温度和链柔性间的关系式,并讨论了它们同增长机制间的关系.最后以大量结晶动力学实验数据对上述所得到的关系式进行了验证,结果表明它们均能同实验结果很好符合.     

Correlation of Cooperatively Localized Rearrangement on the “Fluidized Domain” of Polymers to Their Nonexponentially Viscoelastic Behaviors at Double Aging Processes (I): A Set of Reduced Universal Equations on the Stress Relaxation Modulus and Creep Comp

基于α-和β-微区、微晶、交联和缠结链组网络结构和非线性粘弹性复相涨落模型,提出了双重(物理和力学)老化下不同尺寸和末端向量高分子链组的流动化微区内关联性局部化重排动力学新理论,它能把初级α-微区的降解作用和次级β-微区的再生效应对剪切速率、尺寸大小和温度依赖性有机结合起来．然后用统计力学和动力学结合法计算了三种不同类型高聚物在等温等压双重老化过程中多元链组的总构象改变自由能,证实了它起源于多元链组的尺寸大小、形状和体积的变化．推导出了它们单向拉伸下的本构方程、应力松弛模量和蠕变柔量表征式以及它们相对应的两组对比态普适方程．结果表明该两组对比态下应力松弛模量和蠕变柔量普适方程均具有同K-W-W伸展指数函数完全一致的形式．最终又建立了该两组对比态普适方程中三个分子参数同老化条件、温度和高聚物起始结构之间的相关性．     

用NMR弛豫研究溶液中聚苯乙烯的缠结特性

详细研究了在θ溶剂环已烷和二氧六环中聚苯乙烯(PS)链的弛豫特性随分子量、浓度和温度的变化规律,发现在PS的溶液中同时存在拓扑缠结和凝聚缠结.前者的形成强烈的依赖于分子量、浓度和温度,而后者主要同浓度和温度有关.侧基苯环的层叠作用(即凝聚缠结)对PS的溶解过程及主链的运动有很大影响,从而对PS的溶液性质乃至固体性质起着决定性作用.另外还发现在不同分子量范围内,分子量对PS的弛豫特性的影响明显不同.这被解释为同溶液中PS链的缠结的形成,单位体积内缠结点数的增加等因素有关.     

缠结高分子液体在管中挤出胀大动力学理论：一组新的增长和最终挤出胀大比方程

基于O-W-F本构方程和自由回复机制，从Poioeuille流出发建立了一种新的缠结高分子液体挤出胀大动力学理论，该理论能有效地预测高分子流体的动静态挤出胀大行为同高分子粘弹性参数和成型条件间的相关性. 基于稳态剪切量可分解为自由“回复线团”和“不可回复热耗”两部分事实，定义了一个稳态剪切下自由“回复线团”和“不可回复热耗”的配分函数和它们两者间分配指数上可回复和不可回复构象分数，从而在理论上得到了瞬时、推迟和最终三者可回复形变量和可回复线团量同配分函数、分配指数上可回复构象分数、分子粘弹性参数和成型条件     

均聚物结晶与熔融化转变的稳态和亚稳态统计理论Ⅳ 分子分凝统计结晶动力学~结晶增长区域的区划和它们对温度和生长机制的依赖性

首先对高分子结晶增长动力学的实验规律进行全面总结,并指出了当前高分子结晶增长动力理论中存在的难题.然后按我们建议的评估微晶粒尺寸增长速率的新方法推导出了四种不同微观生长机制(折叠、伸直、折叠同伸直并联并存和折叠同伸直串联并存等方式)下微晶粒高分子链组的微晶粒尺寸增长速率定量表征式,又导出了四种不同生长机制下微晶粒尺寸增长速率同结晶温度和过冷温度间关系的表达式.根据四种不同微观生长机制同宏观增长方式差别和它们出现的结晶温度同过冷温度之积值高低,可把结晶动力学的结晶增长区域图中三组交叉线区划为三个不同增长区域,最后又根据三个增长区的理论关系式讨论了增长区中晶体形貌同结晶温度和过冷温度间的相关性,其理论预测能同近期实验观测基本符合.     

均聚物结晶与熔融化转变的稳态和亚稳态统计理论Ⅲ．分子分凝统计结晶动力学～熔体内结晶增长速率的一般化表征和它们对生长机制的依赖性

首先对微晶粒尺寸增长速率的表征进行总结．从微晶核和粒-高分子链组网络结构特点(高分子链组是微晶核和微晶粒同连接链段的复合体)同增长速率间的三个相关性的特征：①晶核和晶粒加大同连接链段缩短的并存性；②微晶核和粒表面上连接链段的缩短机制存有简并性；③微晶粒内和粒表面上stem的反顺式构象共存性出发．建议了一种评估和计算微晶粒尺寸增长速率的新方法和原则，基于该种计算方法和原则用统计力学和动力学相结合法推导出了高分子熔体内几种不同结晶生长机制(近邻折叠、近邻伸直分凝和近邻折叠同近邻伸直分凝并存等生长方式)下微晶粒-高分子链组中微晶粒数增长速率和微晶粒尺寸增长速率动力学方程．     

均聚物结晶与熔融化转变的稳态和亚稳态统计理论III. 分子分凝统计结晶动力学～熔体内结晶增长速率的一般化表征和它们对生长机制的依赖性

首先对微晶粒尺寸增长速率的表征进行总结.从微晶核和粒—高分子链组网络结构特点(高分子链组是微晶核和微晶粒同连接链段的复合体)同增长速率间的三个相关性的特征: ①晶核和晶粒加大同连接链段缩短的并存性; ②微晶核和粒表面上连接链段的缩短机制存有简并性; ③微晶粒内和粒表面上stem的反顺式构象共存性出发.建议了一种评估和计算微晶粒尺寸增长速率的新方法和原则,基于该种计算方法和原则用统计力学和动力学相结合法推导出了高分子熔体内几种不同结晶生长机制(近邻折叠、近邻伸直分凝和近邻折叠同近邻伸直分凝并存等生长方式)下微晶粒—高分子链组中微晶粒数增长速率和微晶粒尺寸增长速率动力学方程.     

分形维数与熵间的关系

 分形维数是熵的另一种量度，并且还是一个态函数，这就是分形维数与熵间的定量关系或者叫做分形维数的物理意义。我们用非晶结构的位形（信息）熵与信息维数随压力变化的标度关系S₁(ε)∝ε^-D₁证明了我们的论断。这对于演化动力学的发展，特别是对于Prigogine提出的解决动力学与热力学的统一具有重要意义，同时也指出了用比例关系式作为测量分形维数的实验原理应该注意的问题。     

甲基丙烯酸甲酯—萘乙烯共聚物的NMR研究Ⅱ.甲基丙烯酸甲酯—萘乙烯共聚物的核弛豫研究

用核弛豫研究了溶液中甲基丙烯酸甲酯-萘乙烯共聚物体系中高分子链间的凝聚态结构．通过对溶液中甲基丙烯酸甲酯-萘乙烯共聚物的变温13CNMR自旋-晶格弛豫的研究，发现此体系具有类似小分子在溶液中的弛豫特性．变温1HNMR自旋-自旅弛豫呈现出双指数特性，弛豫快的部分随温度升高而减少对应于聚合物链间凝聚缠结的解缠，当温度继续升高时，主链的这种组分又开始增加，说明主链中形成新的缠结．研究结果还表明，在这种共聚物中，例基萘环的叠加较少．     

规整星型高分子回转半径的几率分布

采用简立方格点上的普通无规行走模型，用Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ模拟，研究了规整星型高分子回转半径的几率分布，得到了它与总链段数，官能度和根均方回转半径之间的关系。     

预取向半晶态高分子片晶结构形成微观机理及其应力-应变响应特性的分子动力学模拟

通过分子动力学模拟方法对不同预取向聚乙烯醇熔体(polyvinyl alcohol,PVA)形成的半晶态高分子熔体形成核结晶及拉伸过程中的应力-应变响应特性进行了系统地研究.模拟结果显示预取向度高的PVA熔体对应更快的成核动力学.通过追踪全trans伸直链长度(dtt)、成核原子维诺体积(V)和中心对称参数(S)等序参量在不同取向度熔体下的等温成核与结晶演化过程,给出了PVA熔体成核路径及形成半晶态的分子构象;通过对形成的半晶态高分子结构进一步分析,发现随着熔体取向度的增加,晶体和无定型对应的取向度也会增加,但是当应变剪切大于5时,其对应的结晶度、晶体和无定型取向度不再发生变化;通过对无定型区链结构的定义与分析,可知取向度越高的熔体对应越高的Tie链数目,随着熔体取向度的增加,Loop链的数目也会减小;通过恒速拉伸应力测试可知,所形成半晶态高分子结构力学响应会随着取向度及Tie链数增加而增加,当取向及Tie链数目相同时,应力-应变曲线形状大小也基本保持一致.     

激光散射研究聚甲基丙烯酸烷基磺酸钠／氯化钠水溶液的性质

本文用激光散射技术研究了具有不同长度烷基侧链的聚甲基丙烯酸烷基磺酸钠（ＰＳＳＲＭＡ）在０．１ＭＮａＣｌ水溶液中的性质。用静态光散射测定了这一系列聚合物的重均分子量Ｍ＿ｗ，均方半径Ｒ＿ｇ以及第二维利系数Ａ＿２．用动态光散射测定了光强的时间相关函数，运用Ｌａｐｌａｃｅ反演得到线宽分布Ｇ（Г）。当高聚物溶液的浓度大于１０￣（－３）ｇ／ｍＬ时，特性平均线宽〈Г〉迅速增加、表面张力降低；在２５℃－４７℃的范围内，〈Г〉随温度增加；烷基侧链越长，在０．１ＭＮａＣｌ水溶液中ＰＳＳＲＭＡ的分子排列更紧密。静态与动态光散射的结果建立以下方程：Ｄ＝ｋ＿ＤＭ￣ａ＿Ｄ，当α＿Ｄ～０．５６，对应于不同侧链，Ｋ＿Ｄ在１．５４×～１０￣（－４）－２．０７×１０￣（－４）（ｍＬ／ｇ）时，从线宽分布Ｇ（Г）得到ＰＳＳＲＭＡ的分子量分布。     

甲基丙烯酸甲酯-萘乙烯共聚物的NMR研究Ⅱ.甲基丙烯酸甲酯-萘乙烯共聚物的核弛豫研究

用核弛豫研究了溶液中甲基丙烯酸甲酯-萘乙烯共聚物体系中高分子链间的凝聚态结构.通过对溶液中甲基丙烯酸甲酯-萘乙烯共聚物的变温¹³C NMR自旋-晶格弛豫的研究,发现此体系具有类似小分子在溶液中的弛豫特性.变温¹H NMR自旋-自旅弛豫呈现出双指数特性,弛豫快的部分随温度升高而减少对应于聚合物链间凝聚缠结的解缠,当温度继续升高时,主链的这种组分又开始增加,说明主链中形成新的缠结.研究结果还表明,在这种共聚物中,例基萘环的叠加较少.     

用Grassberger—Procaccia方法计算吸引子维数的基本限制

使用Ｇｒａｓｓｂｅｒｇｅｒ－Ｐｒｏｃａｃｃｉａ方法（简称Ｇ－Ｐ方法）计算吸引子的维数时，必然受到数据点数Ｎ的限制。Ｓｍｉｔｈ（１９８８年），Ｅｃｋｉｎａｎｎ与Ｒｕｅｌｌｅ（１９９２年）曾先后研究过这种限制，本文指出了这些研究存在的问题，另外推导出了新的关系式Ｎ_ｍｉｎ >2^1/2·((27.5)^1/2)^D．这一要求比Ｓｍｉｔｈ给出的Ｎ_ｍｉｎ≥42^M大为降低，可以拓展Ｇ－Ｐ方法的使用范围。     

用Grassberger-Procaccia方法计算吸引子维数的基本限制

使用Ｇｒａｓｓｂｅｒｇｅｒ－Ｐｒｏｃａｃｃｉａ方法（简称Ｇ－Ｐ方法）计算吸引子的维数时，必然受到数据点数Ｎ的限制。Ｓｍｉｔｈ（１９８８年），Ｅｃｋｉｎａｎｎ与Ｒｕｅｌｌｅ（１９９２年）曾先后研究过这种限制，本文指出了这些研究存在的问题，另外推导出了新的关系式Ｎ_ｍｉｎ >2^1/2·((27.5)^1/2)^D．这一要求比Ｓｍｉｔｈ给出的Ｎ_ｍｉｎ≥42^M大为降低，可以拓展Ｇ－Ｐ方法的使用范围。     

环状聚合物及其对应的线性链熔体在启动剪切场下流变特性的分子动力学模拟研究

采用非平衡分子动力学方法研究了环状聚合物及其对应的线性链熔体在启动剪切场下的结构与流变特性.模拟结果显示:低剪切速率下(■1×10~(-4)τ~(-1))环状链分子体系相比于同分子量的线性链体系并没有出现明显的过冲现象.该结果表明,在启动剪切场下环状分子与其对应的线性链相比较表现出了更弱的分子形变,同时模拟结果也与最近实验观察的结果一致.为了进一步探究这种现象背后的分子机理,在分子层面统计了不同流场强度下,链段的长度和取向角分布随着应变的演化,统计结果证明了环状聚合物分子链段弱的形变是导致其弱的剪切变稀和峰值应变的主要因素.本文还给出了过冲点和稳态在不同剪切速率下环状分子与其对应的线性链的流变特性(过冲应变、最大应力、最大黏性和稳态黏性)、结构和取向参数与维森伯格数(Wi_R)所满足的标度关系.