非晶線性聚合物形變過(guò)程分子動(dòng)力學(xué)仿真.pdf

1、聚合物材料由于其優(yōu)良的性能，被廣泛的應(yīng)用在人們的日常生活中，也受到了廣大科研者的關(guān)注。但了解聚合物結(jié)構(gòu)與性能之間的復(fù)雜關(guān)系至今仍是科研界的一個(gè)難題。而AFM，SEM或者X射線衍射圖譜等傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法或者只能觀察材料的局部形貌，或者只能獲取整體平均后的物理特性，很難更進(jìn)一步的明確了解聚合物結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，而且這些方法都無(wú)法實(shí)現(xiàn)了解材料在受到外力發(fā)生形變過(guò)程中內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)變化，以及對(duì)形變過(guò)程中材料內(nèi)部形態(tài)變化進(jìn)行實(shí)時(shí)在線的觀測(cè)，而計(jì)算機(jī)

2、仿真可以解決以上難題，對(duì)聚合物形變過(guò)程內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察。
　　本文利用分子動(dòng)力學(xué)方法研究了非晶線性聚合物形變過(guò)程中內(nèi)部結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，并研究了時(shí)溫等效原理的適用范圍及影響因素，探究了溫度、應(yīng)變速率、分子鏈長(zhǎng)及鏈數(shù)、分子量分布、時(shí)間步長(zhǎng)等因素對(duì)聚合物結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，非晶線性聚合物拉伸過(guò)程應(yīng)力-應(yīng)變曲線出現(xiàn)明顯的彈性形變、屈服、應(yīng)變軟化、應(yīng)力硬化區(qū)域，溫度和應(yīng)變速率升高會(huì)使聚合物楊氏模量、屈服強(qiáng)度降低，同

3、時(shí)，溫度影響聚合物內(nèi)部鍵長(zhǎng)、鍵角、二面角的分布，溫度和應(yīng)變速率對(duì)聚合物形變過(guò)程纏結(jié)點(diǎn)、取向度、回旋半徑等物理量產(chǎn)生極大的影響。此外，采用應(yīng)力-應(yīng)變曲線標(biāo)準(zhǔn)差的方法、能量分析的方法研究了時(shí)溫等效原理的適用范圍及影響因素，并利用這些方法研究了溫度和應(yīng)變速率對(duì)力學(xué)性能的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，非晶線性聚合物的擬合數(shù)據(jù)與WLF方程的適用范圍很好地吻合；同時(shí)，溫度和應(yīng)變速率通過(guò)影響鍵長(zhǎng)、鍵角、二面角和分子間作用力等結(jié)構(gòu)因素來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)宏觀力學(xué)性能的調(diào)控。