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两亲性梳形高分子在固液界面吸附形态的Monte Carlo模拟

作　者: 张立军
导　师: 韩兆让
学　校: 吉林大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 两亲性梳形高分子 Monte Carlo模拟吸附形态
分类号: O631.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

在各种各样的高分子聚合物中,两亲性梳形高分子由于分子结构中存在对两种不同相结构(通常指液-液、固-液或固-固介质构成的)分别具有亲和性的侧链,表现出独特的表面活性剂特征,越来越多受到人们的重视。两亲性梳形高分子链尺寸,链构象,溶解性,吸附性能都表现出不同于一般均聚物或者共聚物的性质,使其广泛的应用于医药、石油、涂料。目前对于两亲性梳形高分子各种性能与结构关系的研究越来越收到重视,可是由于梳形高分子结构复杂,以及结构表征手段的限制,难以得到较好的理论和实验结果。随着计算机技术和Monte Carlo算法的发展,使Monte Carlo计算机模拟成为为一种研究两亲性梳形高分子结构与性能的有效手段。本文采用三维立方格子模型,依据Metroplis规则,在50×50×50的三维立方格子体系中对具有一定结构的两亲性梳形高分子分子在稀溶液体系下对固体小球表面的吸附形态进行了模拟研究。为了模拟稀溶液环境,本文在50×50×50的三维立方格子体系中只添加单条两亲性梳形高分子链,其一种侧链对溶剂有亲和力,另外一种侧链对溶液中的固体小球表面有亲和力。本文用VB自编模拟程序,通过改变两亲性梳形高分子各链单元之间的相互作用能,侧链在主链分子上的分布状态,以及改变两亲性梳形高分子接枝点的位置来考察两亲性梳形高分子在固体小球表面吸附形态、链构象及迁移特征。发现该高分子的聚集状态、接枝数、接枝分布和空间位阻对其在固体小球表面吸附形态、链构象、吸附层厚度及迁移特征都有很大的影响。

全文目录

提要  6-7
第一章绪论  7-22
  1.1 两亲性梳形高分子的特点与应用  7-9
  1.2 Monte Carlo方法基本思想  9-10
  1.3 Monte Carlo方法的优缺点  10
  1.4 Metropolis重要性抽样方法  10-11
  1.5 Monte Carlo模拟的高分子链模型  11-13
    1.5.1 常用格子链模型  12-13
    1.5.2 格子链模型中的相互作用势能  13
  1.6 Monte Carlo模拟中的常用算法  13-16
  1.7 循环边界条件  16-17
  1.8 Monte Carlo方法的对两亲性梳形高分子吸附研究  17-21
  1.9 本文选题及设计思路  21-22
第二章程序设计与模型算法  22-30
  2.1 本文中的模型算法  22-27
  2.2 程序设计  27
  2.3 模拟过程中统计的物理量  27-30
第三章结果与讨论  30-61
  3.1 侧链均匀分布在主链上的分子结构各模拟参数分析  30-48
    3.1.1 两亲性梳形高分子有效吸附率变化分析  30-31
    3.1.2 两亲性梳形高分子回转半径变化分析  31-32
    3.1.3 两亲性梳形高分子三维吸附形态  32-34
    3.1.4 两亲性梳形高分子在固体小球表面分布密度分析  34-39
    3.1.5 两亲性梳形高分子与固体小球作用数的分析  39-45
    3.1.6 两亲性梳形高分子在固体小球表面的迁移  45-47
    3.1.7 两亲性梳形高分子在固体小球表面吸附层厚度分析  47-48
  3.2 侧链分布在主链一头的分子结构各模拟参数分析  48-61
    3.2.1 两种侧链分布的两亲性梳形高分子回转半径变化对比分析  49-53
    3.2.2 两种侧链分布的两亲性梳形高分子有效吸附率变化对比分析  53-55
    3.2.3 两种侧链分布的两亲性梳形高分子在固体小球表面分布密度对比分析  55-59
    3.2.4 两亲性梳形高分子的三维吸附形态  59-61
第四章结论  61-63
参考文献  63-65
摘要  65-69
Abstract  69-73
研究生起见发表文章  73-74
致谢  74

两亲性梳形高分子在固液界面吸附形态的Monte Carlo模拟

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