Теория релаксационных свойств макромолекул дендримера на модели гауссовых субцепей

• Автор: Маркелов, Денис Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 138 с. : ил.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Теоретические работы и результаты компьютерного моделирования

1.2. Обзор экспериментальных данных и результатов компьютерного

моделирования для дендримерных макромолекул

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ГЛАВА 2. ТЕОРИЯ РЕЛАКСАЦИОННОГО СПЕКТРА ДЕНДРИМЕРНОЙ СИСТЕМЫ.

2.1. Описание модели

2.2. Нормальные моды и времена релаксации с подвижным центром (первая группа движений)

2.3. Движения древовидной сетки с неподвижным центром (вторая группа движений)

2.4. Движения дендримера с неподвижным нецентральным узлом (третья группа движений)

2.5. Структура спектра времен релаксации

2.6. Функция распределения времен релаксации
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ГЛАВА 3. ДИНАМИЧЕСКИЙ МОДУЛЬ И ВЯЗКОСТЬ МАКРОМОЛЕКУЛ ДЕНДРИМЕРА.
3.1. Введение
3.2. Динамический модуль и вязкость дендримера («=3-8)
3.2.1. Влияние числа поколений и функциональности узлов при отсутствии внутреннего трения (р=0)

3.2.2 Влияние внутреннего трения
3.3. Релаксационный модуль дендримера в приближение сплошного
спектра
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ГЛАВА 4. ТЕОРИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ РЕЛАКСАЦИИ ДЕНДРИМЕРНЫХ МАКРОМОЛЕКУЛ, СОДЕРЖАЩИХ ПОЛЯРНЫЕ ГРУППЫ.
4.1. Динамическая модель дендримера с полярными группами
4.2 Уравнения движения, дипольный момент и диэлектрическая проницаемость
4.3. Дендример и дендримерный блок, состоящие из элементов, обладающих дипольным моментом, при и=2 и Ре=Р=3
4.3.1. Положение узлов в начальный момент времени
4.3.2. Нормальные моды дендримерной системы
4.3.3. Дипольный момент и диэлектрическая проницаемость
4.4. Дендример и дендримерный блок для произвольного числа поколений
4.4.1. Смещение узлов дендримера и дендримерного блока в начальный момент времени
4.4.2. Нормальные моды
4.4.3. Дипольный момент и диэлектрическая проницаемость
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Актуальность темы исследования. Изучение связи между химическим строением и физическими свойствами молекул полимеров является одной из центральных проблем современной физики высокомолекулярных соединений. К числу наиболее важных типов полимерных соединений относятся дендримерные системы. Интерес к исследованию физических свойств этих систем, в последние годы, значительно возрос.
Дендримеры — это древовидные макромолекулы, характеризующиеся числом поколений (генераций), функциональностью узлов ветвления и функциональностью центрального узла. Такие макромолекулы обладают рядом уникальных физических и химических свойств, которые представляют интерес в связи с их применением для создания новых наноматериалов с регулируемыми техническими характеристиками и с перспективами применения в медицине.
Размеры и конформация молекул дендримерных систем зависят от химической структуры, числа поколений в дендримере и функциональности узлов, которые могут надежно контролироваться в процессе синтеза. Проводились экспериментальные исследования механических и диэлектрических, ЯМР и др. свойств дендримеров различной химической структуры. Включение в полимерные системы (линейные цепочки, ячеистые сетки) дендримерных блоков (дендронов) приводит к изменению структуры, термостойкости и различных динамических свойств полимерных систем (электрических, механических, оптических, и др.).
До настоящего времени развитие аналитических теорий динамических свойств дендримерных систем сталкивалось с проблемой получения релаксационного спектра дендримера. Эта проблема связана со сложной структурой системы уравнений движений, в частности из-за необходимости точного учета конечного числа поколений и уравнений

где г,' - время релаксации /-й нормальной моды без внутреннего
трения,
г,-
і - время релаксации і-и нормальной моды с учетом
внутреннего трения.
Частотная зависимость комплексного динамического модуля (?*(©) в расчете на одну макромолекулу характеризуются двумя частями: вещественной (модуль упругости,
уквТ £ ' +(сот, 12)г
и мнимой (модуль потерь, СХсо))
Уквт
(3.3)
(3.4)
/=, 1 + (шг,/2)
частями.
Частотную зависимость вязкости в расчете на одну макромолекулу можно получить из частотной зависимости модуля потерь, используя соотношение (например, см. [69])
тКсо^ъ+СХсоУсо, (3.5)

(3.6)
вязкость макромолекулы при бесконечной частоте.
Значение вязкости при со= 0 (статической вязкости) для модели ГСЦ находится из выражений (3.2),(3.4)-(3.6) и представляется в виде
[4]:
7(0)
*7(0)
уквТ

и=і
(3.7)