第19篇一作論文被J. Mol. Mod.接受發(fā)表
該論文提出了一種定量地預(yù)測(cè)高聚物體系玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)的多尺度模擬策略。盡管分子動(dòng)力學(xué)模擬被認(rèn)為是模擬聚合物Tg最有潛力的方法,然而由于耗時(shí)一般僅適合于模擬較低分子量的短期行為,由于冷卻速率較大或所用力場(chǎng)的缺陷獲得的Tg與實(shí)驗(yàn)結(jié)果往往不一致,因而一般只能重現(xiàn)定性的趨勢(shì)。該策略利用之前報(bào)道的多尺度模擬策略從低聚物高溫下全原子模擬的結(jié)構(gòu)和體積性質(zhì)獲得粗?;瘎?shì)參數(shù)以模擬系列低聚物和高聚合物體系的動(dòng)力學(xué)Tg,由系列低聚物模擬的動(dòng)力學(xué)Tg與經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)建立標(biāo)度關(guān)系以用于標(biāo)定高聚物模擬的Tg。以聚環(huán)氧乙烷和兩種立構(gòu)規(guī)整的聚甲基丙烯酸甲酯為模型聚合物,結(jié)果表明低聚物模擬的動(dòng)力學(xué)Tg與經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)隨分子量的變化均可用Flory-Fox方程很好地描述,因而兩者之間存在嚴(yán)格的線性標(biāo)度關(guān)系,利用此關(guān)系標(biāo)定得到的高聚物Tg與實(shí)驗(yàn)值吻合極好。這種方法計(jì)算高效,且隱式考慮了冷卻速率的影響,與利用Vogel-Tammann-Hesse-Fulcher方程外推相比更可靠??紤]到足夠的靈敏性,該策略有望廣泛地應(yīng)用于更真實(shí)地模擬具有動(dòng)力學(xué)不均性的聚合物體系(如聚合物薄膜和納米復(fù)合物),考察拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和分子量分布的影響,以解決長(zhǎng)期以來(lái)這類(lèi)體系實(shí)驗(yàn)和模擬結(jié)果之間存在的分歧。