聚乙烯醇(PVA)物理凝膠力學(xué)性質(zhì)優(yōu)良,被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。本文考慮了含水量、溫度及溶劑種類等影響因素,采用分子動(dòng)力學(xué)模擬研究了PVA物理凝膠的平衡結(jié)構(gòu)、單軸拉伸變形機(jī)制以及分子鏈取向度對(duì)力學(xué)性質(zhì)和溶劑分子擴(kuò)散各向異性的影響,研究成果具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值和應(yīng)用前景。本文首先采用蒙特卡羅自規(guī)避隨機(jī)游走方法構(gòu)建了復(fù)雜的PVA三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò),再向其中添加溶劑分子,經(jīng)分子動(dòng)力學(xué)模擬優(yōu)化后,得到平衡穩(wěn)定的凝膠模型。首先構(gòu)建不同含水量的PVA水凝膠模型,然后分別向聚合物網(wǎng)絡(luò)中添加二甲基亞砜(DMSO)、水以及兩者混合物(質(zhì)量比4:1)構(gòu)建PVA/DMSO、PVA/W以及PVA/DMSO/W前驅(qū)體凝膠模型。通過(guò)用水替換平衡前驅(qū)體凝膠模型中的溶劑,構(gòu)建了三種水凝膠模型。另外分別用乙醇(EtOH)和DMSO替換PVA/DMSO/W前驅(qū)體凝膠中溶劑,構(gòu)建了PVA/EtOH和PVA/DMSO凝膠模型。采用分子動(dòng)力學(xué)模擬中常見的分析方法,系統(tǒng)研究了凝膠的平衡結(jié)構(gòu)。通過(guò)分析羥基氧原子與溶劑氧原子的徑向分布函數(shù)、羥基氧原子的分布以及PVA主鏈二面角分布,發(fā)現(xiàn)乙醇和DMSO使得聚合物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加不均勻。另外,通過(guò)分析...

【文章頁(yè)數(shù)】：76 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1DFT方法制備的PVA水凝膠(a-c)平行以及(d-f)垂直于凍結(jié)方向的掃描電鏡圖片

顯得尤為重要。微晶定向排列的聚合物材料在不同方向?qū)⒈憩F(xiàn)出不同的力學(xué)性質(zhì)[41]。一般來(lái)講，沿晶主要排列方向的拉伸強(qiáng)度以及模量比較大，失效應(yīng)變比較�。淮怪庇谥饕帕蟹嚼鞆�(qiáng)度以及模量較小，但失效應(yīng)變較大。Zhang[42,43]等提出了directionalfreezinging....

圖2-1蒙特卡羅自規(guī)避隨機(jī)游走方法構(gòu)建的格點(diǎn)哈密爾頓路徑示意圖

2-1蒙特卡羅自規(guī)避隨機(jī)游走方法構(gòu)建的格點(diǎn)哈密爾頓路徑示意圖以及二甲基亞砜模型示意圖(紅色代表氧原子，灰色代表碳原子，子，黃色代表硫原子)學(xué)模擬擬(moleculardynamicssimulation,MD)是1966年發(fā)展。該技術(shù)能夠獲取模擬系統(tǒng)中粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡....

圖2-2乙醇以及二甲基亞砜模型示意圖(紅色代表氧原子，灰色代表碳原子，白色代表氫原

因此被譽(yù)為“萬(wàn)能溶劑”。乙醇和DMSO的模型如圖2-2所示。圖2-1蒙特卡羅自規(guī)避隨機(jī)游走方法構(gòu)建的格點(diǎn)哈密爾頓路徑示意圖[54]圖2-2乙醇以及二甲基亞砜模型示意圖(紅色代表氧原子，灰色代表碳原子，白色代表氫原子，黃色代表硫原子)2.2分子動(dòng)力學(xué)模擬分子動(dòng)力學(xué)模....

圖2-33力點(diǎn)及4力點(diǎn)水分子模型示意圖

以及金屬粒子等固體的模擬同樣具有很好的效果，缺點(diǎn)耗時(shí)，而且參數(shù)有限，不能覆蓋所有元素[64]。場(chǎng)都是針對(duì)特定體系或者特殊研究目的開發(fā)的，僅僅涵有一類以原子為依據(jù)的普適型力場(chǎng)，能覆蓋元素周期表于純理論計(jì)算。UFF力場(chǎng)以及DREDING力場(chǎng)就是比較涵蓋了元素周期表中所有元素，能....

本文編號(hào)：3917465