高分子相分离的分子动力学模拟

用粗粒化分子动力学(MD)模拟方法从分子层次研究两组分聚合物共混体系相分离过程中的动力学. 在相分离初期, 相区尺寸不随时间增加而变化; 在相分离中期, 相区尺寸与时间有很好的标度关系, 标度指数(α=1/3)符合Lifshiz-Slyozov提出的以扩散为主导的蒸发-凝聚机理的标度预测; 在相分离后期, 体系实现宏观相分离, 相区尺寸不再随时间改变而变化. 体积分数小的高分子链尺寸在相分离过程中先收缩再扩张, 在实现宏观相分离后, 高分子链尺寸又回到本体状态尺寸.     

高分子动态Monte Carlo模拟的协同运动算法

在高分子动力学的研究中 ,动态 Monte Carlo模拟发挥了重要的作用 [1] .动态 Monte Carlo模拟的关键是选择具有物理真实性的高分子运动算法 .目前广为采用的算法是经 Hilhorst和 Deutch[2 ] 修正的 Verdier- Stockmayer算法 [3] 以及 Carmesin和 Kremer等的键长涨落算法 [4 ] ,陆建明和杨玉良曾提出一种高分子动态算法 [5] ,在他们的算法中很长一段链节可能作蛇行运动 ,但是冯捷等 [6 ] 指出这种运动模式不满足微观可逆性条件 .本文对该运动模式进行修正 ,得到一种协同运动算法 ,并对其动力学行为进行检验 .1　算　法在平面正方形格子…     

高分子链超声裂解新的Monte Carlo算法

设计了一种新的Monte Carlo算法，在计算机上模拟了高分子链的超声裂解过程。首先根据Ovenall模型用遍历法对高分子链进行模拟断裂，随后进行倒接，进而反演了整个裂解过程。在获得大量模拟结果的基础上，分别研究了极限断裂次数的频率分布，最可几极限断裂次数与聚合度之间的关系，极限断片长度的平均分布，以及分子量多分散系数与裂解程度之间的关系。     

平行板间高分子链构象熵的动力学Monte Carlo模拟

用动力学Monte Carlo方法模拟了受限于两平行板之间的高分子链,并用扫描法计算了链的构象熵S,研究了构象熵相对于自由链的减小量(S0-S)与平行板间距D和高分子链长n的关系.结果证实了de Gennes的自由能标度关系,并给出了标度关系适用的范围.当D非常小时,高分子链受到强烈限制,S0-S与n成正比,表明单链节受到平行板的平均排斥作用力与链长无关.随着D增大,平行板对构象熵的影响越来越弱,单链节受到平行板的平均排斥作用力随链长的增长而增大.当D比较大时,平行板对构象熵的影响近似可以忽略,高分子链构象熵与自由空间中的结果一致.     

Monte Carlo方法模拟的线性聚合物无规降解行为

在光、热、剪切、酸等条件下 ,聚合物经常发生无规降解 .在有关描述中 ,无规降解过程仅仅被表述为在反应初期聚合物的粘度大幅度下降而单体的含量变化不大 .显然这种描述是粗略的 .由于在确定分子量分布时需要使用昂贵的GPC ,由试验直接考察无规降解成为不太容易进行的研究内容 ,而由模拟 ,则可以很容易的观察到这类反应的变化过程 .关于降解的MonteCarlo模拟 ,有过很多报道[1～ 7] .在这些文章中 ,多是讨论降解过程中 Mn、 Mw 的变化趋势 ,而不涉及具体聚合度的分子数变化情况 .但是在某些情况下 (如多糖的降解 ) ,对具体某聚合度下的…     

高分子链形状与尺寸关联的Monte Carlo模拟

运用MonteCarlo方法对线型高分子链格点模型的构型进行了模拟,研究了构型的尺寸(采用平方末端距R²,平方回转半径S²来表征)和形状(由非球形因子A表征)之间的关联.对任何长度的高分子链,其关联系数CA,R²和CA,S²均为正值,表明高分子链的形状与尺寸之间存在正关联,即尺寸小的构型其非球形因子A一般也小,反之尺寸大的构型其非球形因子A一般也大.关联系数CA,R²和CA,S²均随链长的增大而减小,近似地与链长的倒数(n^-1)成正比.研究还表明,关联系数的极限值(链长n很大时)与格点的类型无关,与链样本产生的方式也无关,但与链是否考虑排斥体积有关,考虑了排斥体积后,关联系数增大.     

端点附壁的高分子链形状的Monte Carlo模拟

分别基于简立方格点和四面体格点模型对一端吸附在无限大平面的高分子链（平面接枝高分子链）的形状进行了Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ模拟,结果表明,接枝高分子链的形状更偏离球形,〈Ｌ＾２１〉：〈Ｌ＾２２〉：〈Ｌ＾２３〉的极限值约为１：２．７５：１２．５,其中〈Ｌ＾２１〉,〈Ｌ＾２２〉和〈Ｌ＾２３〉分别为回转半径张量的本征值Ｌ＾２１,Ｌ＾２２和Ｌ＾２３（Ｌ＾２１〈Ｌ＾２２〈Ｌ＾２３）的统计平均;链长相同时,接枝     

二维三角格子上高分子动态 Monte Carlo模拟的协同运动算法

在动态Monte Carlo模拟的协同运动算法中,几个相邻的链节可以同时运动,这可以理解为高分子链中张力的作用引起的协同运动。将这一算法用于二维三角格子模型上RW链和SAW链的模拟。结果表明RW链的动力学行为符合Rouse理论,说明说明该算法可以用于高分子动力学研究,其优点是不需要使用键长涨落模型。     

高分子链构象性质和溶解性的Monte Carlo模拟

运用Monte Carlo方法对线型高分子链格点模型的构象进行了模拟,研究了单链体系的构象的尺寸（采用均方末端距,均方回转半径来表征）、形状（采用平均非球形因子来表征）和溶解性随溶剂与链段间相互作用能的变化情况.结果表明,、和随着εPS的增大而减小,具有相同的变化规律;随着Δε增大,溶剂变得越来越不利于溶解,高分子链的形状蜷曲为椭球形,高分子线团相互穿插交叠.     

一些简单和复杂反应动力学的Monte Carlo模拟

由于计算机的广泛应用,Monte Carlo方法作为一种独立的方法,目前已用于解决许多化学问题。但本科学生对这一重要方法还是很陌生的。另一方面,目前物理化学实验中有关动力学内容的实验,都限于简单的一级和准一级反应,对于典型的复杂反应,学生只能靠     

交联网络和浓溶液中高分子链运动的NMR研究：I.NMR质子线型分析

用质子ＮＭＲ谱对交联凝胶高分子（聚丙烯酰胺－丙烯酸）网络与线型高分子（聚苯乙烯）浓溶液体系的ＮＭＲ线型进行了比较研究，结果表明，两种体系中高分子链段运动具有不同的特征。在充分溶胀的交联凝结胶高人子网络中，交联点间的链段运动比较自由，交联点的运动则比较慢，使其质子谱呈现“超洛伦兹”线型；而在线型高分子浓溶液中，缠结点间链段与缠结点一样，运动并不自由，使谱线呈现出类似固体的宽线宽的高斯线型。     

混合高聚物分相过程标度、分形与Monte Carlo模拟

基于光散射、Monte Carlo模拟标度理论和分形(Fractal)概念研究和分析了高分子混合体系不稳相分离过程结构函数的标度行为和成因, 结果表明相分离的形态是一种分形结构, 其分形维数不随时间变化. 结构函数的标度行为起源于相态的分形结构. 相态的分形结构是不稳相分离特征之一.     

基于Monte Carlo模拟的化学反应动力学参数估算

提出并采用基于MonteCarlo模拟与动力学实验相结合的化学反应动力学参数估算方法,由基元反应确定MonteCarlo模拟具体做法,将MonteCarlo模拟结果与动力学实验结果相比较,根据比较结果自动调整和优化动力学参数,从而无需事先确定动力学方程即可有效估算各种化学反应的动力学参数值.采用该方法估算了丙烯氨氧化反应动力学参数,并对估算结果进行了分析与讨论.     

交联网络和浓溶液中高分子链运动的NMR研究Ⅰ.NMR质子线型分析

用质子ＮＭＲ谱对交联凝胶高分子（聚丙烯酰胺－丙烯酸）网络与线型高分子（聚苯乙烯）浓溶液体系的ＮＭＲ线型进行了比较研究。结果表明，两种体系中高分子链段运动具有不同的特征：在充分溶胀的交联凝胶高分子网络中，交联点间的链段运动比较自由，交联点的运动则比较慢，使其质子谱呈现“超洛伦兹”线型；而在线型高分子浓溶液中，缠结点间的链段与缠结点一样，运动并不自由，使谱线呈现出类似固体的宽线宽的高斯线型     

不等活性缩聚反应动力学及其分子量分布Monte Carlo模拟

将缩聚产物分子量分布（ＭＷＤ）的ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法和聚合反应动力学的ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法结合起来，可在研究聚合反应动力学的同时获得ＭＷＤ随时间的变化．将该方法用于研究非等活性的ＡＢ—ＡＡ型缩聚反应的动力学与实验结果十分一致．通过考察高活性ＡＡ单体加入后对其动力学行为和相应的ＭＷＤ的影响，作者提出了对聚苯撑醚砜的ＡＢ型缩聚合成中加快其反应速度和改进ＭＷＤ的实用方法．     

对高分子物理中亚浓溶液教学的思考

高分子物理是化学或高分子材料等专业本科生的必修课,亚浓溶液是联系获诺贝尔奖的高分子溶液两大理论体系———平均场理论和标度理论的重要概念,对理解高分子物理的基本理论体系非常重要。本文从介绍亚浓溶液的概念入手,阐述了标度理论中高分子溶液渗透压公式的来源,指出了两个理论体系不同的思想基础和不同的物理方法,给出了改善教学方法的建议。通过这个例子,强调了不仅需要传授知识,了解知识产生和发展的过程对培养学生的创新能力更为重要。     

不对称两嵌段共聚物熔体在平板狭缝中微相分离的Monte Carlo模拟

采用改进的键长涨落空穴扩散算法对平板狭缝中不对称两嵌共聚高分子熔体的微相分离进行了Monte Carlo模拟。模拟结果表明：在吸引壁条件下，靠近壁面处将形成平等于壁面的层状相；在弱吸引壁条件下，靠近壁面处将形成垂直于壁面的层状相；不对称共聚物在远离壁面处有丰富的微区形态。从结构因子上分析可知，弱吸引壁条件下不对称共聚物的结构比强吸引壁条件下更接近对称共聚物。     

Monte Carlo方法在高分子科学中的应用

介绍了Monte Carlo方法的历史及其特点,并描述了它在现代高分子科学研究中的广泛应用情况,并对其前景作了一些展望。     

多相高分子体系中的粘弹相分离行为

相分离广泛存在于各种凝聚态物质中.根据局部浓度的变化形式,可将相分离分为固体模型(model B)和流体模型(model H),这两种模型适用于动力学对称的体系.近年来,Tanaka发现在一些动力学不对称的多组分高分子体系里存在一种新的相分离模式,其相分离过程分为动力学过程可用一个普适的粘弹模型来进行描述.动力学不对称可由体系中两组分间大的尺寸差异或玻璃化温度差异引起.本文介绍了多相高分子体系中产生粘弹相分离的原理及其基本特征,并讨论了模量、粘度、填料等因素对粘弹相分离动力学过程及多相体系微观结构的影响.     

超临界正己烷甲醇溶液体系的 Monte Carlo 模拟──浓度对溶液构型影响的考察

用ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ分子模拟方法对正己烷－甲醇溶液体系处于临界状态时微观结构随浓度变化的情况进行了研究。模拟采用随机边界条件，得到了不同浓度条件下体系各基团的径向分布函数。结果表明，在溶液临界状态，正己烷分子有较强的聚集行为，随着溶液中甲醇浓度的变大，正己烷分子的聚集程度逐渐下降；甲醇分子周围正己烷分子的分布有一个最佳的浓度范围，在甲醇浓度为２２．５％时，配位数达到最大；超临界正己烷－甲醇溶液中甲醇分子的作用在不同浓度条件下具有不同的特点，当甲醇浓度较低时，甲醇分子之间有氢键的作用，随着甲醇浓度的提高，甲醇分子之间氢键的作用变得越来越弱，而且分子的取向变得越来越无序。