環(huán)形聚電解質(zhì)在稀溶液中性質(zhì)的分子模擬研究.pdf

1、本文中，我們使用分子動(dòng)力學(xué)（MD）模擬方法，比較地研究了良溶劑下的稀溶液中，環(huán)形和相應(yīng)的線形聚電解質(zhì)鏈的各種性質(zhì)。首先，我們觀察到了兩種聚電解質(zhì)鏈對(duì)于不同庫(kù)侖相互作用強(qiáng)度下的“標(biāo)度分裂”現(xiàn)象，中間庫(kù)侖強(qiáng)度區(qū)域?qū)?yīng)于“分裂區(qū)域”，該區(qū)域中，環(huán)形鏈的標(biāo)度指數(shù)較小。進(jìn)而我們發(fā)現(xiàn)，在相似的“分裂區(qū)域”，兩種聚電解質(zhì)存在著對(duì)平衡離子的凝聚度的差異，環(huán)形聚電解質(zhì)鏈相比線形鏈能夠凝聚更多的平衡離子，這也與最近的理論結(jié)果相一致。兩種聚電解質(zhì)鏈的凝聚度差

2、異可以由G因子—兩種鏈的均方回旋半徑之比予以解釋。盡管在兩種聚電解質(zhì)鏈的標(biāo)度和凝聚度存在差異，但是我們進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，標(biāo)度指數(shù)對(duì)凝聚度的依賴性對(duì)于兩種高分子卻有著拓?fù)洳蛔冃浴Ｎ覀兪褂肔angevin MD模擬在更稀的溶液環(huán)境中對(duì)上述這些發(fā)現(xiàn)先后進(jìn)行了很好的驗(yàn)證。
　　進(jìn)而轉(zhuǎn)向研究動(dòng)態(tài)環(huán)境下的性質(zhì)，考慮電場(chǎng)下聚電解質(zhì)鏈在稀溶液中的電泳特征。由于研究聚電解質(zhì)鏈采用足夠大的聚合度，故這里流體動(dòng)力學(xué)相互作用的影響不予考慮。使用Langevin

3、 MD模擬，發(fā)現(xiàn)環(huán)形和線形聚電解質(zhì)鏈具有相同的臨界電場(chǎng)強(qiáng)度。當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度超出臨界電場(chǎng)，平衡離子凝聚度開(kāi)始急劇減少，但是相比線形聚電解質(zhì)鏈，環(huán)形鏈的凝聚度減少的幅度明顯較少。因?yàn)榫€形鏈在強(qiáng)電場(chǎng)下能夠充分伸展直至完全的直鏈狀；相反環(huán)形鏈由于自身拓?fù)涞南拗?，伸展度大大小于線形鏈。由此，隨著電場(chǎng)的增強(qiáng)，環(huán)形聚電解質(zhì)的凝聚度減少幅度要小于線形鏈，則兩者凝聚度差異增大，同時(shí)電泳遷移率差異也增大。在不同的庫(kù)侖相互作用強(qiáng)度下，我們發(fā)現(xiàn)兩種鏈的遷移率差異會(huì)