Теория равновесных и динамических свойств полимерных систем с ориентационным порядком

• Автор: Максимов, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Череповец
• Количество страниц: 290 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1 Теории ориентационного порядка, фазовых переходов и релаксационных процессов в упорядоченных полимерных системах обзор.

1.1 Динамические теории для отдельных цепей с ближним ориентационным порядком

1.2 Эволюция представлений о структуре и динамике конденсированного состояния в физике полимеров

1.3 Статистические теории упорядочения в полимерных системах

с квадрупольными взаимодействиями.

1.4 Теоретические подходы и динамические модели для изучения крупномасштабных движений и локальной процессов релаксации

в конденсированных полимерных системах

1.5 Многочастичные статистические модели и приближения среднего поля в теории упорядочения низкомолскулярных и полимерных систем с взаимодействиями дипольного типа.
1.6 Выводы
Глава 2 Ориентационный порядок, фазовые переходы и релаксация цепей в двумерных полимерных системах с локальными межцепными взаимодействиями цепи из жестких кинетических единиц
2.1 Модель. Низкотемпературное приближение
2.2 Внутри и межцепные ориентационные корреляционные функции.
Параметры ближнего и дальнего ориентационного порядка.
2.3 Среднеквадратичные размеры участков цепей. Аналогия двумерных многоцепных систем с ориентационными взаимодействиями и полимерных систем с объемными эффектами
2.4 Фазовые переходы в двумерных полимерных системах с ближним ,
ориентационным порядком вариационное приближение.
2.5 Локальные и крупномасштабные релаксационные процессы в двумерных полимерных системах
2.5.1 Уравнения движения и времена релаксации для локальных и коллективных изгибных движений цепей. Временные корреляционные функции дипольного и квадрупольного параметра порядка
2.5.2 Условия применимости моделей с ориентационными взаимодействиями для описания коллективных изгибных движений
в упорядоченных полимерных системах.
Глава 3 Статистика, динамика и фазовые переходы в трехмерных полимерных системах цепи из жестких кинетических единиц
3.1 Трехмерные модели упорядоченных полимерных систем
3.2 Описание ориентационного порядка в полимерных системах в низкотемпературном приближении модель планарных цепей.
3.3 Равновесные и релаксационные свойства цепей вблизи состояния полного порядка
3.2.1 Флуктуации и корреляции ориентаций сегментов цепей вблизи нематического состояния
3.3.2 Времена релаксации поперечных релаксационных процессов
и локальная ориентационная подвижное ь полимерных цепей.
3.3.3 Ориентационный порядок и подвижность цепейвблизи состояния с планарным порядком в поверхностных слоях полимерных пленок.
3.4 Фазовые переходы в анизотропных трехмерных полимерных системах с ближним ориентационным порядком сферическое приближение и метод МонтеКарло.
3.5 Уравнения движения и времена релаксации для локальных и коллективных изгибных движений цепей модель планарных цепей
Глава 4 Упорядоченность, фазовые переходы и динамические свойства протяженных полимерных систем с ориентационнодеформационными взаимодействиями цепи из гибких кинетических единиц.
4.1 Модель. Конформационные и релаксационные свойства цепей в многоценных моделях без фиксации среднеквадратичной длины сегментов.
4.2 Критическая точка. Двумерная модифицированная многоцепная модель с фиксированной среднеквадратичной длиной сегментов
4.3 Описание изотропного состояния в трехмерной модифицированной многоцепной модели
4.4 Метод среднего поля. Описание упорядоченного состояния в трехмерной модифицированной многоценной модели
4.5 Ориентационные корреляционные функции. Сравнение ближнего и дальнего порядка в многоцепных моделях и приближениях среднего поля для жестких и гибких кинетических единиц.
Глава 5 Корреляции ориентации, внутри и межмолекулярный
ориентационный порядок в конечных системах доменах,
слоях и пленках
5.1 Асимптотическое поведение внутри и межцепной ориентационных корреляционных функций для двумерных полимерных пленок.
5.2 Флуктуационные изгибные свойства цепей и ориентационный порядок в трехмерных доменах с конечным числом цепей.
5.3 Корреляции ориентации сегментов цепей в трехмерных протяженных слоях
5.4 Корреляции ориентации в монослойных пленках
5.5 Анализ перехода от двумерного к трехмерному поведению в сильно анизотропных полимерных системах сферическое приближение.
5.5.1 Критическое поведение анизотропных полимерных систем.
5.5.2 Корреляции ориентации сегментов цепей в анизотропных полимерных слоях.
Глава 6 Динольный и квадрупольный ориентационный порядок,
локальная подвижность цепей в конечных полимерных
системах.
6.1 Ближний и дальний ориентационный порядок в полимерных слоях из цепей конечной длины модель планарных цепей
6.2 Упорядоченность в сеточных и гребнеобразных полимерах
6.3 Ориентационный порядок и эффект спонтанного двойного лучепреломления в поверхностных слоях полимерных пленок.
6.4 Времена релаксации и локальная подвижность сегментов цепей
в протяженных полимерных слоях из цепей конечной длины.
6.5. Энергия активации локальных движений. Времена релаксации
диэлектрической релаксации и поляризованной люминесценции.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
БЛАГОДАРНОСТИ.
Введение
Актуальность


Проведено сравнение рассчитанных зависимостей предельных значений параметра квадрупольного порядка от параметра жесткости цепи сегмента Куна с экспериментальными данными, полученными методом наклонного поляризованного луча при изучении ДЛП в упорядоченных структурах, образуемых в поверхностных слоях в пленках различных полимергомологов полисахаридов, политриметилсилилпропинов и сульфатированных фенилсодержащих полимеров. Рассмотрены условия упаковки цепей в нематическое или плоскоуиорядоченное состояние в зависимости от жесткости цепей. Для анализа фазовых переходов в состояние с дальним ориентационным порядком использовано сферическое приближение. Карло для. Помимо этого, в этой главе в линейном приближении вблизи нематического и плоскоупорядоченного состояний выведены динамические уравнения и рассчитаны спектры времен релаксации для нормальных мод движенийцепей, различных масштабов, рассчитаны характерные временные релаксационные функции дипольного и квадрупольного параметра порядка, с помощью которых исследуется локальная подвижность цепей в полимерных системах с различным типом и степенью порядка. На примере модели планарных цепей из жестких сегментов, проведен анализ эффектов анизотропии среднеквадратичных размеров, времен релаксации для крупномасштабных изгибных и трансляционных движений цепей в зависимости от параметров внутри и межцепных взаимодействий. Рассмотрены условия применимости моделей для описания коллективных изгибных движений в упорядоченных полимерных системах с ориентационными взаимодействиями. В четвертой главе разработаны двумерные и трехмерные многоцепные модели протяженных полимерных систем с локальными ориентационнодеформационными взаимодействиями гибких сегментов гауссовых субцепей. Для этих моделей исследованы ориентационные корреляционные функции, среднеквадратичные размеры сегментов и участков цепей, выведены, динамические уравнения для средних проекций сегментов на выделенное направление, рассчитаны времена релаксации для коллективных и мелкомасштабных движений цепей. Наличие критической точки в данных моделях потребовало специальной разработки их модифицированных вариантов, в которых расчет упругих констант реакций связи проводится с учетом условия фиксации среднеквадратичной длины сегментов. Из сопоставления ориентационных корреляционных функций, параметров ближнего и дальнего порядка, рассчитанных для многоцепных моделей и в приближения среднего поля для цепей, состоящих из гибких сегментов, с соответствующими свойствами для моделей из жестких сегментов, рассмотренных во 2 и 3й главах работы, найдены условия соответствия этих моделей. В пятой и шестой главах исследованы конформационные и релаксационные свойства цепей в двумерных и трехмерных полимерных доменах и слоях с различными типами граничных условий, накладываемых на ориентацию сегментов цепей. Модели с граничными условиями свободные концы использованы для изучения равновесных и динамических свойств цепей в свободно подвешенных пленках, например, полисахаридных. Системы с граничными условиями фиксированные концы позволят исследовать статистику и динамику участков цепей в двумерных и трехмерных полимерных сетках. Слои, состоящие из цепей, один из концов которых имеет фиксированную, а другой свободную ориентацию Граничные условия полусвободные концы использованы для исследования межцепного порядка и подвижности в боковых цепях в разбавленных и концентрированных растворах гребнеобразных полимеров или пленках Ленгмюра Блоджет. Равновесные свойства ориентационные корреляционные функции, параметры ближнего и дальнего порядка для конечных систем, исследованные в настоящей главе, сопоставлены с аналогичными свойствами бесконечно протяженных систем, изученных в ой главах работы, с целью выявления влияния на них фактора конечных размеров систем числа и длины цепей в слое, домене. В пятой главе исследованы различные типы внутри и межцепного ближнего и дальнего ориентационного порядка в конечных двумерных и трехмерных анизотропных полимерных системах протяженных доменах и слоях.