高分子可以通過(guò)冷結(jié)晶和熱結(jié)晶這兩種溫度變化方向發(fā)生結(jié)晶。冷結(jié)晶是通過(guò)將熔融的高分子淬冷形成玻璃態(tài),再升溫至玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上實(shí)現(xiàn)的。冷結(jié)晶得到的晶體晶粒相對(duì)較小,結(jié)晶不完善,使得高分子具有更高的透明度和韌性,研究高分子在低溫區(qū)的冷結(jié)晶行為對(duì)于實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)意義。為了研究高分子的冷結(jié)晶,我們?cè)谠雀叻肿咏Y(jié)晶的動(dòng)態(tài)蒙特卡羅模擬方法的基礎(chǔ)上引入了高分子鏈段的擴(kuò)散能壘,從而更好地反映出低溫區(qū)結(jié)晶主要由擴(kuò)散控制的特征。另外,新模擬方法還考慮了高分子鏈中反式構(gòu)象與旁式構(gòu)象在發(fā)生相互轉(zhuǎn)變時(shí)需要翻越的自由能位壘。我們把考慮了這兩種能壘的模擬方法稱為高分子結(jié)晶的動(dòng)力學(xué)蒙特卡羅模擬。在前兩章中,文章對(duì)結(jié)晶相關(guān)的高分子物理基礎(chǔ)和蒙特卡羅方法進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹。第三章中,我們系統(tǒng)地探究了新模擬方法中各個(gè)能量參數(shù)的作用和合理范圍,并在該范圍內(nèi)選定了一組具有代表性的能量參數(shù),進(jìn)行了升溫結(jié)晶和等溫結(jié)晶的模擬,對(duì)體系的結(jié)晶度、鏈運(yùn)動(dòng)特征和晶區(qū)形貌等方面做了更進(jìn)一步的研究,模擬結(jié)果與通常實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果相一致。本文的工作將模擬的溫度范圍擴(kuò)大到了低溫區(qū),為通過(guò)蒙特卡羅模擬方法研究高分子的冷結(jié)晶和熱結(jié)晶等不同結(jié)晶方式,以及低溫拉伸等奠定了基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：P631
【部分圖文】：

第一章引言??圖１．１不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的高分子ｍ??構(gòu)型是分子中由化學(xué)鍵所固定的原子在空間穩(wěn)定的幾何排布，構(gòu)型的改變必??須經(jīng)過(guò)化學(xué)鍵的斷裂和重組。構(gòu)型異構(gòu)一般包括旋光異構(gòu)和幾何異構(gòu)。大多數(shù)的??旋光異構(gòu)是由手性碳產(chǎn)生的，以ｓｐ３方式雜化的Ｃ原子與四個(gè)不同的基團(tuán)相連時(shí)，??該Ｃ原子會(huì)成為一個(gè)手性碳。旋光異構(gòu)體不能與其鏡像重合，其溶液等在偏振光??通過(guò)時(shí)會(huì)改變光的偏振方向。對(duì)于高分子，聚合后往往會(huì)產(chǎn)生多個(gè)手性碳，這些??手性碳按特定的構(gòu)型排列，可以形成全同立構(gòu)、間同立構(gòu)和無(wú)規(guī)立構(gòu)等構(gòu)型。??ＪＵＵＵＵＵＬ??ｉｓｏｔａｃｔｉｃ??Ａ＾ＪＵＵＵｋ??ｓｙｎｄｉｏｔａｃｔｉｃ??ＡＪＵＵＵＵｋ??ａｔａｃｔｉｃ??圖１．２高分子鏈的全同立構(gòu)、間同立構(gòu)和無(wú)規(guī)立構(gòu)［８】??而幾何異構(gòu)多由Ｃ＝Ｃ雙鍵產(chǎn)生。由于Ｃ原子不能繞雙鍵旋轉(zhuǎn)，在形成雙鍵的??每一個(gè)Ｃ原子上連接的兩個(gè)基團(tuán)均不相同時(shí)，交換其中一個(gè)Ｃ原子上兩個(gè)基團(tuán)??的空間位置

?ｈ??圖１．４球坐標(biāo)系下的高分子鏈?圖１．５自由連接鏈末端距的點(diǎn)??及Ｋ木端距Ｗ?概率分布圖［４１??將直角坐砧轉(zhuǎn)換為球坐標(biāo)，町以得到??３??Ｍ／（／ｉ）?＝?ｅ－＾＾Ａｎｈ２?１．５??該式及示等效Ｕ由連接鏈末端距在二維空間球殼層的概率密度函數(shù)，也吋以??看作末端距的徑丨＾分布函數(shù)。??產(chǎn)獻(xiàn)??０?ｈ‘掠?ｈ??圖１．６自由連接鏈木端距的徑向分布圖Ｗ??從圖中可以看出，Ｗ（ｈ）在ｈ＊處取得最火值，稱為最吋幾木端距，迎過(guò)??ｄＷＶｄ／ｉ?＝?〇ｉ」ｆ以求出／ｉ％另外，Ｗ（ｈ）在ｈ?＝?Ｍ兩側(cè)的形狀并不對(duì)稱，不Ｍ?ｒ？島斯??型函數(shù)。??除丫木端距外，均方回轉(zhuǎn)半徑也是一個(gè)描述高分子鏈結(jié)構(gòu)的重要物理量。物??理學(xué)中，物體繞旋轉(zhuǎn)軸的回轉(zhuǎn)半徑定義為從旋轉(zhuǎn)軸到某？點(diǎn)的徑向距離，假設(shè)物??體的整個(gè)質(zhì)量都集中在該點(diǎn)處，則其繞給定軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與實(shí)際質(zhì)雖分布卜的轉(zhuǎn)??動(dòng)慣量相同

ｘ?ｈ??圖１．４球坐標(biāo)系下的高分子鏈?圖１．５自由連接鏈末端距的點(diǎn)??及Ｋ木端距Ｗ?概率分布圖［４１??將直角坐砧轉(zhuǎn)換為球坐標(biāo)，町以得到??３??Ｍ／（／ｉ）?＝?ｅ－＾＾Ａｎｈ２?１．５??該式及示等效Ｕ由連接鏈末端距在二維空間球殼層的概率密度函數(shù)，也吋以??看作末端距的徑丨＾分布函數(shù)。??產(chǎn)獻(xiàn)??０?ｈ‘掠?ｈ??圖１．６自由連接鏈木端距的徑向分布圖Ｗ??從圖中可以看出，Ｗ（ｈ）在ｈ＊處取得最火值，稱為最吋幾木端距，迎過(guò)??ｄＷＶｄ／ｉ?＝?〇ｉ」ｆ以求出／ｉ％另外，Ｗ（ｈ）在ｈ?＝?Ｍ兩側(cè)的形狀并不對(duì)稱，不Ｍ?ｒ？島斯??型函數(shù)。??除丫木端距外，均方回轉(zhuǎn)半徑也是一個(gè)描述高分子鏈結(jié)構(gòu)的重要物理量。物??理學(xué)中，物體繞旋轉(zhuǎn)軸的回轉(zhuǎn)半徑定義為從旋轉(zhuǎn)軸到某？點(diǎn)的徑向距離，假設(shè)物??體的整個(gè)質(zhì)量都集中在該點(diǎn)處，則其繞給定軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與實(shí)際質(zhì)雖分布卜的轉(zhuǎn)??動(dòng)慣量相同
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