高分子结晶的计算机模拟

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在该论文中给出了两个关于高分子链缠结的模型,基于这些模型,探讨了关于缠结对高分子结晶速度和结晶形态的影响.1.在第一个模型中,将可运动的链在运动过程中受到冻结链的阻碍视为缠结.在一个空间元中,两个链共存.可运动的链通过蛇行运动从这个空间元中运动出去,当它的质心移动了两倍的回转半径的时候,两个链恰好彼此分离,将这一个过程看作为解缠结.通过解缠结速度和结晶速度的比较,可以将温度区间分为三个区域.2.在第二个模型当中,针对第一个模型的不足进行了修改.缠结被看作一些在高分子链上随机选取的非活性链段,这些非活性链段的运动必须克服额外的位垒.根据Hoffman的结晶理论,高分子链是在结晶驱动力的推动下从高分子熔体中抽出,然后在晶核表面结晶.在regime Ⅰ和regime Ⅱ,结晶速度很慢,高分子链从熔体中抽出时有足够的时间实现解缠结.也就是说,当高分子链进入结晶的表面层时,缠结也就不再存在了.所以在模型当中,当高分子链进入晶体的表面层以后,非活性链段的运动就不需要克服额外的位垒了.通过改变非活性链段的个数n和额外运动位垒f,做了一系列的模拟,模拟结果表明缠结对于结晶速度和结晶形态有着显著的影响.
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