溶致液晶聚合物相行为的耗散粒子动力学研究

摘要

利用耗散粒子动力学(DPD)方法研究了溶致刚性棒状液晶聚合物的相行为.刚性溶致液晶聚合物由一串DPD粒子构成的刚性棒表示,溶剂由独立的DPD粒子表示.研究了温度、浓度以及溶剂质量等因素的影响.与传统的柔性聚合物-溶剂体系相比,这一体系除存在着溶质-溶剂相分离之外,还有多种各向异性相与各项同性相的相转变.模拟发现该体系表现出近晶型B相(SB)、近晶型A相(SA)、向列型液晶(N)、各项同性相(I)等相态.在较高的浓度下,体系不发生相分离.随着温度的上升,体系先后经过SB,SA,N相,最后到达各向同性相.在一定的浓度范围内,会发生刚性棒与溶剂的相分离,浓相形成各向异性相,稀相形成各向同性相.因而体系出现各向异性相与各向同性相的两相共存.在体系温度与溶剂质量变化时,两相的组成比例以及相态都会发生变化.该体系表现出的复杂的相分离与相转变行为是各种分子间作用力和温度相互影响的结果,DPD方法可以有效地模拟这一体系的相行为.