环状聚合物及其对应的线性链熔体在启动剪切场下流变特性的分子动力学模拟研究

摘要

采用非平衡分子动力学方法研究了环状聚合物及其对应的线性链熔体在启动剪切场下的结构与流变特性.模拟结果显示:低剪切速率下((γ)<1×10?4τ ?1)环状链分子体系相比于同分子量的线性链体系并没有出现明显的过冲现象.该结果表明,在启动剪切场下环状分子与其对应的线性链相比较表现出了更弱的分子形变,同时模拟结果也与最近实验观察的结果一致.为了进一步探究这种现象背后的分子机理,在分子层面统计了不同流场强度下,链段的长度和取向角分布随着应变的演化,统计结果证明了环状聚合物分子链段弱的形变是导致其弱的剪切变稀和峰值应变的主要因素.本文还给出了过冲点和稳态在不同剪切速率下环状分子与其对应的线性链的流变特性(过冲应变、最大应力、最大黏性和稳态黏性)、结构和取向参数与维森伯格数(WiR)所满足的标度关系.