Компьютерное моделирование структуры, динамики и свойств полимеров и сополимеров этилена с химическими дефектами замещения в цепях

• Автор: Кармилов, Илья Андреевич
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 141 с. : ил

Введение. Постановка задачи исследований

Введение.

Постановка задачи.

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Структура кристаллов нпарафинов и ПЭ. Эксперименты и теоретическое описание.

1.2. Структура кристалла ПЭ с химическими дефектами. Экспериментальные работы

1.3. Компьютерное моделирование бездефектного кристалла ПЭ и ПЭ цепей с дефектами

Глава 2. Методика расчета и анализа, принятые в работе

2.1. Модель полимерного кристалла и потенциалы взаимодействия.

2.2. Построение исходной структуры

2.3. Введение химических дефектов.

2.4. Численные эксперименты при постоянной температуре
2.5. Изменение температуры нагрев.
2.6. Парные функции распределения.
2.7. Расчет локальных структур
2.8. Расчет свойств рентгенограммы, плотность, температурное расширение, 7, Тт, модули упругости вдоль и поперек осей цепей
Глава 3. Структура и динамика нпарафина и полиэтилена с
идеальной химической структурой
3.1. Идеальный ПЭ при температуре 0К
3.2. Изменение структуры образца при нагреве
3.3. Трехмерная парная функция распределения
3.4. Различия в изменении одномерных парных функций распределения вдоль различных кристалло1рафических осей.
3.5. Изменение средней плотности образца при нагреве.
3.6. Изгиб цепей и изменение конформационного набора при нагреве
3.7. Изменения рентгенограмм.
3.8. Гексагональная фаза. Дополнительные степени подвижности цепей
3.9. Расплав.
3 Изменение модуля Юнга Е ц бездефектного образца при нагреве.
Глава 4. ПЭ с химическими дефектами замещения структура и
свойства.
4.1. Влияние химических дефектов на макроскопические параметры кристалла.
4.2. Трехмерные парные функции распределения.
4.3. Изменение одномерных парных функций распределения. Сравнение
с нагревом.
4.4. Рентгенограммы
4.5. Конформационный набор цепей с химическими дефектами.
4.6. Пространственное расположение и подвижность макромолекул в кристаллах с химическими дефектами
Глава 5. Сополимеры этилена с пропиленом. Локальные
нарушения структуры. Свойства.
5.1. Локальная структура статистических сополимеров.
5.2. Статистически распределенные дефекты.
5.3. Уединенный дефект
5.4. Два близко расположенных дефекта.
5.5. Некоторые свойства статистических сополимеров.
5.6. Блоксополимеры, их структура и свойства.
Выводы.
Заключение.
Список литературы


Другими словами, геометрия и энергетика нарушений локальной структуры вблизи дефекта будь то дефект упаковки, химический или конформационный дефект остаются плохо понятыми. Введение. Важность вопроса о локальной структуре и динамике дефектов нерегулярностей в цепях, а также ближайшего их окружения не вызывает сомнений. Не случайно огромное число работ посвящено изучению роли разных разветвлений длинных и коротких в ПЭ на свойства последнего 01. То же справедливо и для полимеров пропилена. Сегодня существуют методы, позволяющие получить информацию о деталях локальной структуры различных нерегулярных полимеров и сополимеров. Это методы компьютерного моделирования. Если структура и динамика посфоенных в компьютере макромолекул отвечают физической реальности, а это сегодня несомненно так, то введения нерегулярностей различного типа в макромолекулы может, в принципе, позволить проанализировать структуру и динамику макромолекул в блоке в геомегрнческих областях вблизи таких дефектов. Конечно, такой подход невозможно реализовать сразу для любых типов дефскгов, поскольку физическая картина устройства многих типов дефектов в полимерах, в отличие от низкомолекулярных кристаллов, остается далеко не ясной. Однако сегодня известен вид дефектов, тонкое устройство которых, т. Это химические дефекты, т. Поэтому вычислительные эксперименты проводились только для изучения точечных дефектов в полимерных кристаллах, связанных с такими химическими дефектами в макромолекулах 31. Введение. Поиск корреляций молекулярной структуры с макроскопическими свойствами и морфологией степень кристалличности, размер кристаллита таких сополимеров активно продолжается 6 Ь1. Свойства сополимеров зависят от многих особенностей строения цепей, от их мономерного состава, распределения сомономеров по цепи блочность, от стереохимических особенностей присоединения мономеров и сомономеров друг к другу. Какую роль играют разные типы структурных нарушений цепей в формировании макроскопических свойств полимерного блока, как разные свойства зависят от концентрации нарушений различного типа Эти вопросы остаются нерешенными сегодня. Поиск ответов на эти вопросы сейчас идет, в основном, но традиционным экспериментальным путям, т. Очевидный, правильный, но очень дорогой и длинный по времени путь. В ь годы было проведено множество экспериментальных и теоретических работ по определению структуры полимеров, как в кристаллическом, так и аморфном состоянии. Несмотря на большое количество работы, проделанной в этой области, вопрос о внутреннем устройстве полимерного вещества и превращении полимерного кристалла в аморфное твердое тело стекло существует и по сей день. Эксперимент не обеспечивает полной информации о локальной структуре и молекулярной подвижности вещества, поскольку для расшифровки экспериментальных данных необходимы модельные представления, а существующие теоретические модели упрощены изза сложности молекулярного строения полимеров. Как нам кажется, только современные методы компьютерного моделирования, т. Введение. Одним из способов получения аморфного полимера является сополимеризация различных мономеров, например этилена с пропиленом. Известно, что при некотором количестве метильных ответвлений в цепи полиэтилена, полимер перестает кристаллизоваться. Преимущество этого метода получения полимерного стекла, с точки зрения компьютерного моделирования, в том, что структура химических дефектов строго определена. Кроме того, для этого случая существуют экспериментальные данные для сравнения с результатами численных расчетов. Доступность и дешевизна современных ПК, особенно по сравнению с современными приборами для физического научного эксперимента, привело к тому, что компьютерное моделирование стало доступным и эффективным инструментом таких исследований. Постановка задачи. Таким образом, было решено, построив компьютерную модель цени ПЭ или длинного нпарафина и образовав расчетную ячейку с достаточно большим количеством таких цепей, проследить за образованием соответствующего трехмерного кристалла и его структурой при различных температурах, сравнивая ее с экспериментальной.