高分子材料微觀結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的積分方程理論研究.pdf

1、近年來(lái)，積分方程理論(IET)成為國(guó)際上研究高分子體系結(jié)構(gòu)和熱力學(xué)性質(zhì)的主要理論方法之一，是物理學(xué)界、高分子學(xué)界和化工界的一個(gè)熱門研究領(lǐng)域。本工作采用高分子參考作用點(diǎn)模型理論（PRISM理論）研究了高分子及高分子納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和熱力學(xué)性質(zhì)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)用積分方程理論研究高分子材料的空白，為今后國(guó)內(nèi)研究高分子體系開辟了一個(gè)新的方向。主要成果為：
　　 詳細(xì)介紹了高分子參考作用點(diǎn)模型理論的基本理論框架和模型構(gòu)建，討論了各種計(jì)算高分

2、子鏈分子內(nèi)結(jié)構(gòu)因子的方法和PRISM理論中常用的幾種閉合條件，并對(duì)這些方法和閉合條件進(jìn)行了比較和評(píng)價(jià)。詳細(xì)介紹了用離散Fourier變換和快速Fourier變換求解PRISM積分方程的兩種數(shù)值計(jì)算方法。
　　 結(jié)合PRISM理論、MD分子模擬和變分法，得到了可以描述聚苯乙烯熔體的單點(diǎn)半柔性鏈模型，提出了一個(gè)研究實(shí)際聚合物體系的有效方法。該模型能夠抓住復(fù)雜的無(wú)規(guī)聚苯乙烯熔體的主要結(jié)構(gòu)信息，可以半定量的描述各種條件下無(wú)規(guī)聚苯乙烯熔體

3、的分子間相關(guān)函數(shù)、分子內(nèi)相關(guān)函數(shù)、溶解度參數(shù)和x-光散射強(qiáng)度等結(jié)構(gòu)和熱力學(xué)性質(zhì)，并得到了MD數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的支持。
　　 結(jié)合PRISM理論和MD模擬，提出了一個(gè)8-鏈節(jié)模型來(lái)研究無(wú)規(guī)聚苯乙烯熔體的各種性質(zhì)，PRISM理論計(jì)算需要的分子內(nèi)結(jié)構(gòu)因子由MD模擬提供。用PRISM理論成功預(yù)測(cè)了無(wú)規(guī)聚苯乙烯熔體的各種微觀的相關(guān)函數(shù)和結(jié)構(gòu)因子，預(yù)測(cè)結(jié)果與MD模擬數(shù)據(jù)定量一致。此外，還用PRISM理論預(yù)測(cè)了無(wú)規(guī)聚苯乙烯熔體的溶解度參數(shù)和x-

4、光散射強(qiáng)度等宏觀性質(zhì)，計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)定量一致。
　　 采用PRISM理論研究了鏈狀高分子納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和等效相互作用。用MD模擬數(shù)據(jù)驗(yàn)證了PRISM理論描述高分子納米復(fù)合材料的可靠性。首次用PRISM理論預(yù)測(cè)了在非零的納米顆粒體積分率下鏈狀高分子納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和等效相互作用，系統(tǒng)的考察了納米顆粒的體積分率、鏈狀高分子的聚合度以及納米顆粒-單體粒徑比對(duì)體系各種性質(zhì)的影響。
　　 首次采用PRISM理論研究了星型