星形高分子熔体的动力学及其流变特性粗粒化模拟研究

To have a good understanding of the properties of polymers in relation to the various possible topologies would be of great use to optimize the processing and synthesis techniques from both industrial and scientific perspectives. The purpose of this project is to study the dynamical and rheological properties of star polymer systems by using coarse grained method. Concrete contents include：(1) modify the simulation model of star polymers with different molecular weights, describe the effects of long chain entanglement (2) calculate the viscosity of star polymers, the scaling trend will be compared to those of matching linear polymers (3) analyze the size influence of the side arm to the rheological behaviors of asymmetric star systems; meanwhile study the dynamics of branch point to observe and explain the prediction of branch point hopping (4) particularly, by investigating the configuration of asymmetric star polymers, present tube dilation theory due to the retraction of the short side arm. This fundamental research helps better understand the influence of polymer structure to their performance, as well as leading further investigation on some other architecturally complex polymers. This work will provide positive theoretical support for synthesis of designed polymers and contribute to the innovation of polymer applications.

理解支化高分子拓扑结构对聚合物特性的影响, 无论对科学研究还是工业生产都有非常重要的指导作用。本项目旨在运用粗粒化方法，研究星形支化高分子的动力学特性和流变特性。具体内容包括：(1) 合理表述长链物理缠结作用，改进具有不同分子量的星形支化高分子粗粒化模型；(2) 计算星形支化高分子系统黏度，将对称星形支化高分子流变特性与线形高分子进行比较；(3) 分析非对称星形高分子侧臂分子量对整体分子流变特性的影响，以及从机理上研究支化中心点的运动，从而讨论支化中心点跳跃的假设；(4) 特别地，通过观测非对称星形高分子的构象变化，分析讨论非对称星形高分子系统中短链侧臂收缩时产生的管子扩张现象。该项基础研究有助于理解高分子结构对其性能的影响，并在此项目基础上，可以进一步探讨和构建其它复杂支化高分子模型，对合成预定性能的聚合物具有积极的理论指导意义，对聚合物的应用创新也有一定贡献。

理解支化高分子拓扑结构对聚合物特性的影响, 无论对科学研究还是工业生产都有非常重要的指导作用。本项目运用粗粒化方法，研究了星形支化高分子的动力学特性和流变特性。具体内容包括：(1) 对长链物理缠结作用进行合理表述，改进星形支化高分子粗粒化模型；(2) 通过计算系统黏度等特性，将对称星形支化高分子流变特性与线形高分子进行了比较；(3) 针对非对称星形高分子侧臂分子量对整体分子流变特性的影响进行了分析(4) 通过观测非对称星形高分子的构象变化，对非对称星形高分子系统中短链侧臂运动特性进行了讨论。该项基础研究有助于理解高分子结构对其性能的影响，并在此项目基础上，可以进一步探讨和构建其它复杂支化高分子模型，对合成预定性能的聚合物具有积极的理论指导意义，对聚合物的应用创新也有一定贡献。