高分子平衡熔点的统计热力学及相关分子能量参数的估算

高分子晶体普遍存在于塑料和合成纤维等合成高分子以及纤维素、淀粉、蚕丝和蜘蛛丝等天然高分子之中.高分子晶体的平衡熔点是我们了解其热力学性质的基本参数之一.在本文中我们首先介绍如何藉助格子模型和平均场假定来统计计算可结晶高分子溶液的配分函数,接着推导出微观分子间相互作用参数(即链单元间局部的平行排列相互作用)与高分子本体平衡熔点之间的关系.最后,我们由平衡熔点的实验数据来推算几种高分子的微观平行排列相互作用参数.     

Monte Carlo模拟研究高分子单链在基体中扩散的拓扑效应

高分子流体的性质同高分子的链结构及其动力学行为密切相关. 在高分子共混物中,共混组分的性质不仅依赖于自身的拓扑结构,还受到其它组分分子拓扑的影响. 本文中采用基于格子模型的Monte Carlo模拟方法研究了在高分子基体中扩散的4种不同拓扑组合（环形或线形高分子链）体系中目标单链的静态和动态性质. 结果发现,环形目标单链的性质受基体分子拓扑结构的影响要大于线形目标单链;其中环/线这一拓扑组合中目标单链的扩散机理相比其本体已经发生了较大改变,链末端在其中起了重要作用. 此外,我们对引起这一现象出现的可能原因做了分析.     

高分子凝聚态的若干基本物理问题研究

本项目在高分子凝聚态的研究中取得了许多重要成果,并提出了若干新概念。主要创新点有高分子单链凝聚态（单链玻璃态和单链单晶）、高分子链的凝聚缠结、分子链大尺度高度取向而小尺度无规取向的非晶态、动态接触浓度C8、固化诱发条带织构等。     

界面层中模型高分子链构象的统计理论

高分子自由链在溶液、熔体或固体中的构象有完整的理论和实验工作 ,已是成熟的知识[1～ 4] .近年来 ,受限大分子构象的探索已成为新的热点[5] .界面是一种最简单的限制 ,将对其附近的高分子产生显著的影响 .除理论家的重视以外 ,界面附近高分子构象问题还与许多应用领域相关 .例如 ,液体高分子的表面张力 ,固体高分子的粘附 ,滑移 ,磨蚀等力学特性 ,甚至它们的光学和电学性质都与界面上的组成和分子构象相关[6] .ｄｅＧｅｎｎｅｓ[7] 最早强调界面附近的分子链构象问题的重要性 .他首先从理论上猜测长链的链端若与界面有强吸引作用 ,则它们…     

高分子单链的研究进展

随着纳米科技在高分子领域的不断升温,高分子单链凝聚态的研究引起了人们的广泛重视。高分子单链以纳米尺度的微粒孤立存在,不存在分子链之间的几何缠结。本文综述了近年来国内外高分子单链的研究进展。首先介绍了高分子单链的主要制备方法如喷雾法、冷冻干燥法、微乳液聚合法、反向沉淀法以及表面扩展膜法,接着详细介绍了高分子单链的表征技术及高分子链构象的计算机模拟技术,最后介绍了高分子单链及单分子胶束在制备金属纳米粒子领域的应用,并展望了高分子单链的研究领域和方向。     

分子动态模拟研究聚丙烯单链的玻璃化转变

用分子动态模拟法对单链高分子固体微粒的玻璃化转变与主链骨架键的构象态跃迁进行了模拟研究，发展了一种表征单链高分子固体微粒玻璃化转变过程的新方法．     

聚N-异丙基丙烯酰胺在十二烷基硫酸钠水溶液中的线团球体转变

高分子链在溶液中,当溶剂由良变劣时,将发生线团-球体转变,而同时由于链间聚集造成的相分离,使得很难真正观察到热力学意义上稳定的高分子单链紧缩球体。表面活性剂的加入有助于阻止高分子链间发生聚集,在不同的外部条件下,表面活性剂同高分子链将形成形态迥异且又复杂有趣的复合结构。本文主要讨论了聚N-异丙基丙烯酰胺在十二烷基硫酸钠水溶液体系中的线团-球体转变行为,以及聚N-异丙基丙烯酰胺与十二烷基硫酸钠分子间的相互作用及结构模型。     

半刚性高分子链塌缩相变的蒙特卡洛模拟

本文主要研究半刚性高分子链在不同温度下的形态变化,特别是在低温下的塌缩相变。我们对半刚性高分子链在三维简立方点阵上进行蒙特卡洛数值模拟。计算模型中考虑了链段间的排斥势、近邻间的吸引势和局域刚性势。链的刚性程度由刚性势与吸引势的比值确定。计算证明在温度逐步下降时,柔性链的形态由高温下的无规线团逐渐收缩为低温下的无规紧缩线团;但刚性程度较高的链则首先扩展,然后再收缩为具有一定有序度的紧缩态。同时我们也证明半刚性高分子链的塌缩相变是与柔性链的形态转变相同,它们的热力学行为都符合二级相变的特征。     

高分子单链凝聚态与线团相互穿透的多链凝聚态

高分子单链凝聚态由于链内链结构单元间存在范德华吸引作用,高分子链呈打圈链构象,而多链凝聚态由于链内链单元间的吸引作用被与相互穿透的近邻链的单元间吸引作用所屏蔽,高分子链呈高斯链构象.本文简要介绍单链凝聚态试样的制备方法,单链单晶体、单链玻璃体、溶胀的单链高弹态拉伸等的实验观察,并提出从单链凝聚态到多链凝聚态的转变过程问题,即高分子线团的相互穿透过程,目前还缺少基础了解.     

三维吸附紧密高分子单链的力学性质研究

采用PERM(pruned-enriched Rosenbluth method)算法,研究了吸附在界面附近的紧密高分子链力学行为.发现当界面的吸附能比较大时,紧密高分子链从紧贴于吸附界面到逐渐远离的过程中,其外形会经历4种典型的变化.同时紧密高分子链的尺寸大小如/N、xy/N、z/N,形状参数<δ*>,热力学性质如每个键的平均自由能A/N,平均相互作用能/N等,甚至所受外力的大小都会同时做出相应的变化,其出现变化的位置也一致.特别是随着紧密高分子链离开吸附界面的过程中,作用于高分子链上的外力明显出现几个力学平台,这与实验得到的结果完全一致.同时还研究了弱吸附能的情况,在这种情况下实验是很难进行的.