剪切作用的聚合物共混體系能量損耗的分子動力學模擬.pdf

1、聚合物受到周期性的交變應(yīng)力作用時會產(chǎn)生動態(tài)應(yīng)力松弛現(xiàn)象。聚合物動態(tài)應(yīng)力松弛過程中，因聚合物單體之間存在摩擦，聚合物分子鏈段間相對運動會產(chǎn)生熱能損耗（能耗）。在一定時間尺度內(nèi)減小聚合物動態(tài)應(yīng)力松弛過程中的能量損耗，能夠提高聚合物材料的黏彈性。將兩種聚合物混合可以促進聚合物分子鏈的構(gòu)型釋放（解纏結(jié)）過程，減少聚合物動態(tài)應(yīng)力松弛過程中的能耗大小，從而提高聚合物的黏彈性。因此，采用分子動力學模擬方法計算添加短鏈均聚物的聚合物共混體系在剪切作用下

2、的模量參數(shù)，分析聚合物共混體系的分子鏈結(jié)構(gòu)，提高聚合物共混體系的黏彈性。
　　根據(jù)Green-Kubo函數(shù)和平衡態(tài)分子動力學算法，推導(dǎo)剪切應(yīng)力σ(t)與剪切模量G（t)之間的方程，獲得平衡態(tài)的分子動力學模擬計算的方法。用這種平衡態(tài)分子動力學模擬分別定量地計算在一定的時間尺度內(nèi)均聚物體系、聚合物共混體系在剪切作用下的剪切模量。另外通過對聚合物共混體系中各組分的剪切模量數(shù)據(jù)擬合，推導(dǎo)出聚合物共混體系共混規(guī)則中的剪切模量方程，并計算聚合

3、物共混體系在一定時間尺度下的耗散模量。
　　運用平衡態(tài)分子動力學模擬方法定量的計算均聚物在一定時間尺度內(nèi)動態(tài)應(yīng)力松弛過程的模量參數(shù)。其研究結(jié)果表明短鏈（或分子鏈剛度小的）均聚物的弛豫時間比長鏈（或分子鏈剛度大的）均聚物的弛豫時間小。添加短鏈均聚物能減小聚合物共混體系在一定時間尺度內(nèi)的耗散模量，即添加短鏈均聚物能減少聚合物共混體系動態(tài)應(yīng)力松弛過程的能量損耗。減小短鏈均聚物的分子鏈長、分子鏈剛度或者增大其體積分數(shù)都能使該聚合物共混體系