对高分子链模拟的数学研究

从分析高分子构象的形成入手，通过数学模型的建立和计算机模拟的实现，提出了模拟高分子链的新方法一一逐段模拟法，并通过对一些统计量的计算对模拟结果进行了检验。     

单链高分子构象的非格子 Monte Carlo 模拟

采用一种非格子 Monte Carlo 模拟方法对描述单链高分子链构象变化的2个物理量进行了数值模拟.通过计算,研究了单链高分子的均方回转半径、均方末端距以及末端距向量自相关函数随时间的演化过程.结果显示,当高分子链处于平衡状态时,其均方末端距平均值与均方回转半径平均值的比值为6.23,与理论结果吻合较好.进而又研究了单链高分子的弛豫过程, 给出了末端距向量自相关函数的弛豫时间.     

三元自缩合乙烯基聚合体系回转半径的Monte Carol模拟

利用Monte Carlo模拟方法研究了三元自缩合乙烯基聚合反应中超支化高分子的二次回转半径在反应过程中的变化情况.在模拟中,重点考察了2类活性基团的反应活性、引发单体的数量分数、引发核的配比及其官能团数等对超支化高分子二次回转半径的影响.结果表明,这些因素对2类超支化高分子的尺度有着显著影响,因而可以通过调节相应的反应参数对超支化高分子的结构和平均尺度等相关特征予以调控.     

嵌段共聚高分子系统微观相变的Monte Carlo模拟

对高浓度高分子系统的Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ模拟算法和高分子链的微松弛模式进行了分析比较,采用键长涨落模型空穴扩散法对无热高分子系统的平均末端距和对称共聚高分子系统的微观相结构进行了模拟,发现支除或保留中间链节蛇行运动,得到的模拟结果有一定的差别支除该运动模式得到的平均末端距、标度指数及共聚高分子系统的微观层状结构的层间距要比保留该运动模式的大,表明中间链节的蛇行运动会导致高分子链的过分收缩。     

非线性群子统计理论考察高分子合金的相分离现象

从统计热力学的角度出发,应用非线性群子统计理论,对高分子合金体系平衡态相分离行为进行了理论研究,建立了二元高分子合金体系的非线性群子统计模型,推导出该体系的相分离方程。在理论和实践的基础上对二元高分子合金体系的相图进行了系统分类,并模拟了若干文献中的相图,得到了与实际曲线相当吻合的理论模拟曲线。     

嵌段共聚高分子链构象的Monte Carlo模拟

采用非格子Monte Carlo模拟方法对嵌段共聚高分子链构象的演化过程进行模拟研究, 具体地考察了结构单元的序列结构以及单元间的相互作用对高分子链的聚集态结构的影响. 结果表明, 在合适的条件下, 嵌段高分子链可以发生线团-螺旋转变以及线团-链滴转变, 相应结果可为理解生物大分子的结构提供可能的线索.     

星型共聚高分子构象的Monte-Carlo模拟

采用非格子Monte-Carlo模拟方法对星型共聚高分子的回转半径、均方回转半径、构象和能量等随时间的演化过程进行了模拟研究,并进一步分析讨论了分支数目、分支聚合度以及分支末端链单元间相互作用对星型共聚高分子驰豫过程及其聚集态结构的影响.结果表明,稳定状态下的星型聚合物可以呈现瓜型构象.所得结果可为星型共聚高分子性质的研究提供线索.     

分子模拟软件在高分子物理课程教学中的应用

高分子物理是高分子材料与工程专业的一门非常重要的专业基础课,但是高分子物理理论繁杂、概念多而且抽象,学生不易理解。将Materials Studio分子模拟软件引入到高分子物理的课程教学过程中,让学生对许多抽象的概念有了形象的理解。实践表明,使用Materials Studio软件辅助教学,有助于提高学生对高分子物理基本概念和基本理论的学习和理解,从而显著地改善了教学效果。     

壳聚糖/聚N-异丙基丙烯酰胺温敏性珠状小球的药物释放研究

以一种天然高分子——壳聚糖和温敏性材料聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)为基材,通过高分子半互穿交联网络技术,制备了一种环保型且具有温度敏感性的珠状小球材料.并以该材料作为药物控制释放载体,在模拟人体胃部pH酸碱环境下,分别在PNIPAM相转变温度以前及以后,研究了该材料对药物的控制释放行为,及其对温度的感应性能.     

Monte Carlo模拟研究聚合诱导高分子自组装

使用Monte Carlo单格点模型模拟研究活性聚合的动力学过程,在聚合反应的同时,观察高分子在溶液中的自组装相行为.通过统计模拟聚合反应过程中的单体转化率、聚合物分子量、分子量分布等信息,证明聚合反应是可控的活性聚合.在聚合反应中,通过调控聚合反应概率、链段与溶剂之间的相容性等参数,观察到诱导组装形成的球状和柱状胶束.模拟研究验证了实验中观察到的聚合诱导自组装现象,揭示了聚合诱导自组装的动力学过程.研究结果证明,文中所建立的单格点Monte Carlo模拟方法,可以应用于研究聚合诱导高分子自组装相行为.     

Monte Carlo模拟研究聚合诱导高分子自组装

使用Monte Carlo单格点模型模拟研究活性聚合的动力学过程,在聚合反应的同时,观察高分子在溶液中的自组装相行为.通过统计模拟聚合反应过程中的单体转化率、聚合物分子量、分子量分布等信息,证明聚合反应是可控的活性聚合.在聚合反应中,通过调控聚合反应概率、链段与溶剂之间的相容性等参数,观察到诱导组装形成的球状和柱状胶束.模拟研究验证了实验中观察到的聚合诱导自组装现象,揭示了聚合诱导自组装的动力学过程.研究结果证明,文中所建立的单格点Monte Carlo模拟方法,可以应用于研究聚合诱导高分子自组装相行为.     

多分散高分子固液界面吸附构型的Monte Carlo模拟

在格子模型基础上用M onte Carlo方法模拟研究了多分散高分子在固液界面的吸附行为,重点考察了平均分布和正态分布两种不同链长分布形式的高分子在固液界面吸附构型的分布规律。发现高分子不同的链长分布形式,对高分子吸附构型的性质影响较大。正态分布的高分子体系中高分子的3种吸附构型(T ails,Loops和T rains)的浓度和数目比相同条件下平均分布的高分子体系内要低得多。特别是当高分子链节吸附能较低时,两者的差别非常大。平均分布的高分子体系高分子吸附构型对温度和高分子总链节浓度的变化更加敏感。T ails构型由于受到高分子链节热运动以及吸附层压缩作用的影响,在高温或高吸附作用能下,其密度分布表现出和其他两种吸附构型完全不同的形式。温度、高分子链节吸附作用能以及高分子总链节浓度对3种吸附构型的影响和单分散体系趋势一致,但是存在着定量的差别。     

超支化高分子的理论研究进展

以ABb型缩聚反应体系为主从理论角度较为系统地对超支化高分子近年来的理论研究进行了总结,重点指出了统计力学、热力学、微分动力学方程、反应动力学和分子模拟等一些理论方法在相关研究中的应用.这些理论研究工作有助于更好地研究超支化高分子结构和性能的关系,为合成具有指定性能的超支化高分子提供了有意义的线索,从而可为全面研究超支化高分子的结构特征提供必要的支持.     

国内期刊亮点

正模拟良溶剂中环形高分子单链的结构与动力学特性中国科学院长春应用化学研究所陈文多等采用多粒子碰撞动力学与分子动力学耦合的模拟方法研究了环形高分子单链在良溶剂中的静态与动态性质,并与线形分子进行了对比。研究发现,环形高分子链内粒子之间的平均距离小于线形链,即粒子排列得更加紧密;相应的均方回转半径也小于线形链,线形链与环形链的均方回转半径的比值为1.77;同时,     

高含水疏松砂岩油藏聚驱后活性高分子驱方案优化研究

国内某高孔、高渗、中高粘度的疏松砂岩亲水油藏,在经历了弹性驱动、水驱及聚驱的开采方式后,目前已经进入高含水、高采出程度开发阶段,剩余油分布零散,采油速度低。研究表明活性高分子体系在相同条件下比聚合物驱提高采收率幅度大,因此在该区聚驱开发效果明显的基础上,进一步开展活性高分子驱开发方案优化设计研究。在活性聚合物驱油藏室内物理模拟试验和数值模拟研究的基础上,考虑主要技术、经济指标综合影响,基于模糊综合评判原理和正交设计方法,对活性高分子驱开发进行了优化设计,进而确定出最佳的注采参数。通过研究,总结出一套高含水和高采出程度油藏后续提高采收率注采方案优选方法,为该油田乃至其他类似油田经济有效的开发提供有益借鉴。     

链的柔顺性对高分子交联网溶胀及相分离影响

通过对高分子极稀溶液体系得到的高分子交联网络进行理论计算,分析了高分子链的柔顺性对高分子交联网在溶剂或增塑剂中的溶胀及体系相分离影响.并对非极性高分子交联网的相分离条件进行了分析.结果表明:在网状交联体系中溶剂的平衡浓度比线性高分子溶液的高;随着链的柔顺性提高,交联网的溶胀度降低.     

高分子链动态行为的Monte Carlo模拟

运用Monte Carlo方法对线型高分子链格点模型进行模拟, 研究了高分子链的动态行为随体系内组分间相互作用能的变化情况. 讨论了随着溶剂分子与高分子链段间的相互作用能ε_PS 与高分子链段间的相互作用能ε_PP 的增大, 链动力学物理量g_cm(t), g_m(t), g_e(t)和g_r(t)的变化情况. 结果显示,ε_PP对高分子链的动态行为较ε_PS影响较小, 但体系缠结的特征不完全取决于ε_PS和ε_PP的变化, 主要受体系链长度的影响.     

复配型高分子絮凝剂对含油污水的絮凝性能研究

本文采用有机高分子阳离子聚丙烯酰胺和无机高分子聚硅进行复配,研究了复配高分子絮凝剂在不同温度、pH值以及不同时间下对模拟油田污水的絮凝性能,并应用于现场污水的絮凝实验.结果表明,阳离子聚丙烯酰胺同聚硅复配时,离子度对复配絮凝剂絮凝性能影响较大,其中中高离子度的聚丙烯酰胺与聚硅在1：20配比条件下,复配后絮凝性能较好处理后污水的透光率达90%以上.     

聚苯乙烯固载锰(Ⅲ)卟啉的合成及催化性质

在温和条件下,细胞色素Ｐ450模拟体系催化分子氧对底物羟化的能力十分有限,这与金属卟啉配合物周围缺少如天然细胞色素Ｐ450成键位置中由蛋白链折叠而形成的疏水性微环境有关.高分子固载金属卟啉配合物中,高分子载体表面基团可作为酶活性中心周围微环境的化学模拟,有望提?..     

基于随机行走模拟软件的高分子链柔顺性的统计研究

本文借助随机行走模拟软件Random Walker进行高分子链柔顺性的统计学研究,基于软件运动所得数据重点研究了结构单元数、运动次数、预设行走方式、外力对高分子链末端分布位置和均方根末端距的影响。实验结果表明,无外力干涉、无规随机行走下的高分子链比较符合Flory提出的自由旋转链模型;无外力干涉、自回避随机行走下的高分子链比较符合受阻旋转链模型;有外力干涉、时,高分子的构象改变及柔顺性的宏观体现受外力影响较大。