【摘 要】
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星型聚电解质刷相比于线性聚电解质刷子具有其独特的拓扑结构和更多的末端单体,并且随着刷子接枝密度和自身臂数的增加,星型刷会出现线性刷所不具有的独特的分层现象从而利用了大量靠近接枝基底附近的空隙,因此可以携带更多的酸性或碱性功能性官能团,从而更有利于调控接枝表面的亲水性,吸附性,可用于制作仿生润滑剂改善界面润滑性。在本文中,笔者利用朗之万分子动力学模拟(Langevin Molecular Dynam
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星型聚电解质刷相比于线性聚电解质刷子具有其独特的拓扑结构和更多的末端单体,并且随着刷子接枝密度和自身臂数的增加,星型刷会出现线性刷所不具有的独特的分层现象从而利用了大量靠近接枝基底附近的空隙,因此可以携带更多的酸性或碱性功能性官能团,从而更有利于调控接枝表面的亲水性,吸附性,可用于制作仿生润滑剂改善界面润滑性。在本文中,笔者利用朗之万分子动力学模拟(Langevin Molecular Dynamics)方法,研究了处于良溶剂环境下不同构象参数(臂数,臂长,平均带电分数)和不同外加电场对星型聚电解质刷构象和分层的影响,定量讨论了刷子平均高度,整体概率密度分布等对外加电场的响应。目前人们对电荷反转的研究主要集中在自由的高分子链上,而我们重点研究了在坍塌电场作用下星型聚电解质刷(polyelectrolyte star brushes)和星型两性聚电解质刷(polyampholyte star brushes)在接枝极板附近出现电荷反转的条件与影响因素,发现电荷反转的出现条件是单个接枝的普通聚电解质高分子链上的带电单体总数或两性聚电解质高分子链上的净电荷总数达到某一数量,而这一数量随着体系中比耶鲁姆(Bjerrum)长度的增加逐渐减小。模拟结果表明,吸附层的厚度与星型链的臂数,臂长电荷分数基本无关,过度补偿分数(电荷反转的大小)随带电分数的增加而增加,臂数和臂长对其影响较小。同时当Bjerrum长度很大时,聚电解质刷对外逐渐显中性刷特性,过度补偿分数逐渐降低,也就是说电荷过度补偿程度与Bjerrum长度之间的函数关系是非单调的。
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