纳米颗粒弱吸引环境中高分子链的统计行为研究

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摘要随着计算机模拟技术的发展，人们对高分子材料的性能研究已经越来越深入，对影响高分子材料性能的因素也越来越了解。但是，对于纳米颗粒弱吸引环境中高分子链的统计规律却仍然没有统一的解释。大多数情况下，人们认为弱吸引环境中高分子链的尺寸与相互作用强度的增加并没有太大关系，尺寸的变化呈现涨落现象。而在某些特定的情况下，高分子链的尺寸则会变大。本文就这个问题进行探究，采用退火算法，运用蒙特卡罗模拟高分子的运动，通过计算高分子链的均方回转半径和均方末端距与相互作用强度pf的关系，找出纳米颗粒弱吸引环境中高分子链的统计规律。47697

毕业论文关键词：弱吸引; 纳米颗粒; 高分子链; 均方末端距; 均方回转半径

With the development of computer simulation technology, Study on the polymer materials of properties has been more and more deeply, people factors influence on the mechanical properties of polymer materials is more and more understanding. However, nanoparticle weak statistical behavior of the polymer chain to attract in the environment is still not unified interpretation. In most cases, people think it doesn't matter weak attraction in polymer chain size and the interaction intensity, size of polymer chain change is fluctuation phenomenon. But in some specific situation, the size of the polymer chain will become larger. In this paper, the problem of inquiry, using Metropolis algorithm，Monte Carlo simulation the motion of polymer. From the relationship with the strength of the interaction through the calculation of the mean square radius of gyration and the mean square end-to-end polymer, find out the weak interaction for nanoparticles attract environment for rule of polymer chain.

Key word：weak interaction; nanoparticle; polymer; the mean square radius of gyration; the mean-square end-to-end distance

1引言 3

1.1研究背景 3

1.2研究现状 5

1.3研究意义 5

2模型 6

2.1计算机模型 6

2.2蒙特卡罗模拟方法 8

2.3技术路线 8

3结果与讨论 9

4结论 14

参考文献 15

致谢 16

1引言

1.1研究背景

随着科技飞速发展和人民生活水平大幅度提高，消费者、生产者对汽车、家电、计算机、手机等产品质量、功能和外观设计的要求不断提高和多样化，这就要求新材料的功能化和多样性，促使企业不断提高对新材料的研发和应用，以提高产品的竞争力，保证企业快速、高效发展。改性塑料由于其特有的性能、市场和经济性的适应性与快速反应性。在汽车、家用电器和电子通信等领域大有用武之地，对推动我国汽车、家用电器和电子通信产品的性能提升，提高同国外著名品牌的市场竞争能力，将起十分重要的作用，具有显著地社会效益和经济效益。

近年来，高分子材料已经逐步深入到人们生活的方方面面，从生命物质如蛋白质、脂质、DNA等，到现代工业生活如聚乙烯、硫化橡胶（即橡皮）、黏胶纤维、涂料等。它已经成为现代社会生活中衣、食、住、行、用各个方面不可或缺的材料。高分子材料由于原料来源丰富、制造方便、品种繁多、用途广泛、在材料领域中的地位日益突出，增长最快，产量相当于金属、木材和水泥的总和[15]。不仅人们的日常生活和工农业生产离不开高分子材料，而且高新技术的发展也需要更多高功能、高性能的结构材料。然而，单一组分的高分子材料的性能已经越来越不能满足生产和科技的需求。因此，如何提高高分子材料的性能已经成为专家学者们的研究热点。随着科学技术的发展，人们对高分子材料的研究也越来越深入，尤其是影响高分子链尺寸大小的因素，因为这决定着高分子材料的性能。人们发现通过向高分子材料中添加纳米颗粒，复合粘结形成高分子-纳米颗粒复合材料，可以显著地改变高分子材料的各项性能。这也是当前高分子材料领域中的一项热门而重要的研究课题，受到了越来越多的物理学家、化学家和生物学家的重视。