Ориентационный порядок в густо сшитых полимерных сетках: электрооптические и релаксационные характеристики

• Автор: Тощевиков, Владимир Петрович
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 228 с.

1.1 Теория эффекта Керра в растворах полимеров.

1.2 Модельная теория локальных динамических свойств нематических линейных полимеров при паличии нематического порядка
1.3 Высокочастотные поперечные крутильноколебательные релаксационные процессы в цепях линейных полимеров.
1.4 Выводы.

Глава 2 Теория эффекта Керра в полимерных сетках, сшитых из неполярных макромолекул

2.1 Модель сетки

2.2 Связь густоты сшивок со степенью полимеризации Дг и параметром 7, характеризующим степень натяжения цепей между узлами сетки.

2.3 Постановка задачи.

2.4 Основные соотношения

2.5 Эффект Керра в недеформирванных сетках при фиксированных границах

2.6 Эффект Керра в предварительно растянутых сетках при

фиксированных границах.
2.7 Эффект Керра в полимерной сетке со свободными границами.
2.8 Выводы
Глава 3 Локальные равновесные флуктуационные характеристики, определяющие времена релаксации нематического эластомера
3.1 Динамическая модель нематического эластомера. Уравнения движения. Времена релаксации
3.2 Вычисление флуктуационных характеристик статистического фактора времен релаксации нематического эластомера для модели гауссовых субцепей с фиксированной средней длиной элемента
3.3 Вычисление флуктуационных характеристик статистического фактора времен релаксации нематического эластомера для модели цепи из свободносочлененных жестких элементов
3.4 Сопоставление ориентационных фазовых переходов в нематических эластомерах для двух моделей цепей между узлами трехцепочечной модели сетки цепи из гауссовых элементов с фиксированной средней длиной и цепи
из жестких элементов.
3.5 Зависимости статистического фактора времен релаксации нематического эластомера от волнового числа
3.6 Выводы
Глава 4 Высокочастотная крутильно колебательная релаксация параметра порядка в густо сшитых полимерных сетках. Модель цепи плоских ротаторов
4.1 Автокорреляционная функция ориентационного параметра порядка
4.2 Релаксация параметра порядка выделенного ротатора в бесконечной цепи.
4.3 Релаксация параметра порядка выделенного ротатора в
цепи между узлами сетки
4.3.1 Релаксация параметра порядка ротаторов, расположенных на расстоянии, большем длины жесткого участка от края цепи.
4.3.2 Релаксация параметра порядка ротаторов, расположенных на расстоянии, меньшем длины жесткого участка от края цепи.
4.4 Автокорреляционная функция степени порядка, усредненная по положению ротаторов п цепях монодисперсной сетки
4.4.1 Длинные цепочки
4.4.2 Короткие цепочки.
4.5 Автокорреляционная функция степени порядка, усредиенная по элементам цепей в гетерогенных полимерных сетках при наличии распределения цепей по степени полимеризации
4.5.1 Экспоненциальное распределение степени полимеризации цепей ротаторов между узлами сетки. .
4.5.2 Экспоненциально степенное распределение цепочек ротаторов между узлами сетки по степени полимеризации. Общие соотношения
4.5.3 Гауссово распределение цепей ротаторов по числу звепьев.
4.5.4 Гетерогенные системы доменной структуры
4.6 Выводы.
Заключение
Литература


Одна ветвь соответствует характерным временам релаксации проекций элементов цепей вдоль оси нематического порядка, другая ветвь описывает релаксацию проекций элементов цепей перпендикулярно оси порядка. При увеличении степени порядка характерные времена релаксации проекций элементов цепей вдоль директора растут, времена релаксации проекций элементов цепей в направлении, перпендикулярном директору, уменьшаюсь. Увеличение степени натяжения цепей между узлами сетки и густоты сшивок приводит к сдвигу характерных времен релаксации обеих ветвей спектра в область малых времен. Среднеквадратичные флуктуации проекций элементов цепей вдоль различных направлений вычислены также с использованием модели свободносочленснпой цепи, состоящей из жестких палочкообразных элементов. Для модели цепи, состоящей из жестких элементов, среднеквадратичные флуктуации проекций элементов цепей вдоль выделенной оси вдоль, или поперек директора оказываются разными для цепочек, растянутых в различных направлениях по отношению к этой оси. Каждая дискретная линия релаксационного спектра для модели гауссовых субцепей находится внутри сплошных линий спектра для модели цепи, состоящей из жестких элементов. Лля редко сшитых сеток, когда степень натяжения цепей между узлами сетки мала, во всей области изменения степени порядка границы сплошных линий спектра для модели цепи, состоящей из жестких элементов, близки друг к другу и близки к дискретным линиям для модели гауссовых субцепей. Для густо сшитых сеток в области малых значений параметра порядка расщепление линий для модели цепи, состоящей из жестких элементов, велико. По мере увеличения параметра порядка ширина линий уменьшается, и при переходе в нематическую фазу отличие значепий статистического фактора для двух моделей цепи становится малым. Таким образом, релаксационные свойства жестких мезогенных групп в нематическом эластомере могут быть описаны с использованием более простой модели цели, состоящей из гауссовых элементов с фиксированной средней длиной. Рассмотрены некоторые вопросы теории поперечных крутильноколебтельных релаксационных процессов в сильно натянутых цепях густо сшитой полимерной сетки с использованием динамической модели цепи упругосвяза. Рассчитаны временные зависимости автокорреляционной функции квадрупольного параметра порядка элементов сетки, определяющего релаксационные свойства полимера, проявляющиеся в поляризованной люминесценции. ЯМР, механической релаксации и др. Рассчитаны временные зависимости автокорреляционной функции параметра порядка, усредненной по элементам цепей монодисперсной сетки когда степень полимеризации цепей Л между узлами сотки одинакова. Основная релаксация этой величины происходит но закону дробной экспоненты с показателем ехрт,2. Исследована зависимость характерного времени т от густоты сшивок в сетке от соотношения между Лт и числом элементов цепи Лгпк впутри жесткого участка, характеризующего жесткость цепи на закручивание. Для редко сшитых сеток, когда длина цепи между узлами много больше длины жесткого участка, время т не зависит от длины цепи и есть время релаксации масштаба равного длине жесткого участка т ЛГго,,. Здесь т,ш1 время релаксации выделенного элемента цепи около минимума потенциала внутреннего вращения минимальное время релаксации цепочки ротаторов. Для густо сшитых сеток, когда длина цепи между узлами сетки меньше длины жесткого участка, время т есть время релаксации, отвечающее всей длине цепи и зависит от длины цепи г Лг2тпц. При временах, больших максимального времени релаксации конечной цепи т1Пах 2, проявляется экспонциальный спад автокорреляционной функции параметра порядка ехргП1М, обусловленный конечностью цепей в сетке. Проведен учет влияния гетерогенности сетки распределения длин цепей между узлами сетки на закономерности поперечных крутильноколебательных релаксационных ироцессоп. Получены временные зависимости автокорреляционной функции параметра порядка выделенного элемента цепи, усредненной по всем элементам данной цепи и по всем цепочкам гетерогенпой полимерной сетки.