【摘 要】
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本文主要利用自洽平均场理论研究了大分子微球复合水凝胶材料的微观相结构.随着高分子材料科学的发展,水凝胶由于具有良好的机械性能、较强的抗压和吸水性,越来越受到科学研
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本文主要利用自洽平均场理论研究了大分子微球复合水凝胶材料的微观相结构.随着高分子材料科学的发展,水凝胶由于具有良好的机械性能、较强的抗压和吸水性,越来越受到科学研究工作者的普遍关注。但目前该领域的研究主要基于化学实验,相关定量分析报道较少.我们期望运用数学手段,对这种材料进行定量分析,并找到大分子微球复合水凝胶的微观相结构. 理论上对高分子链研究较为广泛的方法之一是自洽场方法,对高分子链构型的描述主要是采用基于粗粒化模型的连续高斯链模型.本文首先从统计力学角度出发,简单回顾了自洽场理论在高分子体系中的具体应用。然后结合大分子微球水凝胶的具体构型特点,推导出基于场形式的自洽场方程组.由于所得到的自洽方程组是一组具有多解、非局部性、多参数的非线性方程组,我们利用拟谱法对模型中出现的自洽场方程组进行数值模拟.为了使方程中的数值解更加稳定,我们采用了修正的松弛迭代方法更新模型中的辅助外场.得到了相关大分子微球复合水凝胶的微观相结构.然后我们对所建立的自洽场方程组做渐近展开分析以期得到模型的一组非常数解。 通过数值模拟结果,我们发现参数xN和微球的体积分数对最后的微相结构影响比较大。当系统中微球的含量比较多时,主要呈现微球的构象,这可以与实验初期相对应。随着反应时间的延长,单体增多高分子链增长,参数xN增大,可以得到一定的有序微观相结构。
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