Crystallization of Crystalline/Crystalline Symmetric Polymer Blends Studied by Dynamic Monte Carlo Simulations
采用动态蒙特卡罗模拟方法研究了结晶/结晶（A/B）对称二元聚合物共混物的结晶行为，其中A聚合物的熔融温度高于B聚合物。在从均匀熔体冷却时，A-聚合物的结晶先于B-聚合物的结晶。结晶和宏观相分离之间的相互作用控制的形态发展。随着偏析强度的增加，形成更小和更薄的晶体，结晶度更低。在该过程中，A-聚合物首先结晶，然后在已经结晶的结构域A-聚合物的存在下B-聚合物结晶。因此，B-聚合物的结晶减慢，影响整体晶体形态。随着两种聚合物之间的分离强度的增加，我们观察到均方回转半径的下降趋势，反映了它们之间的排斥相互作用的增加。因此，形成大量具有较低结晶度的较小尺寸晶体。等温结晶表明，过渡途径强烈依赖于偏析强度。我们还观察到一个路径依赖的等温结晶行为：两步（顺序）等温结晶产生优越的结晶结构，在A-和B-聚合物比一步（重合）。
2015-06-17 cond-mat.soft
A Polymer Blend Substrate for Skeletal Muscle Cells Alignment and Photostimulation
用于操纵细胞生长的基底工程是现代生物技术领域中广泛且完善的研究领域。在这里，我们介绍了一种微加工技术，图案的惰性，透明的聚合物基质与光敏聚合物的混合。我们证明了所获得的支架结合了对齐能力和光刺激活细胞的能力。这项技术可以开辟新的和有前途的应用，特别是在需要细胞对齐以触发特定生物功能的情况下，例如在外部刺激后产生强大而有效的肌肉收缩。
2020-10-05 cond-mat.soft
Spinodal decomposition in filled polymer blends exhibiting upper critical solution temperature behavior
Institute of Theoretical Physics, University of M\"unster, 48149 M\"unster, Germany.
本文通过扩展Sanchez-Lacombe模型，研究了含填料聚合物共混物的分形分解稳定性条件，并提出了一种解析近似方法，有效评估分形温度，与实验数据一致。
2026-01-15 cond-mat.soft
Interfacial silica nanoparticles stabilize cocontinuous polymer blends
我们研究了聚合物共混物中共连续结构的形成。这些聚合物双凝胶（双连续界面堵塞的乳液凝胶）由聚苯乙烯低聚物、聚丁烯和荧光疏水性二氧化硅纳米颗粒组成。一个微米级的cocontinuous形态稳定的二氧化硅纳米粒子在界面处的单层。通过激光扫描共聚焦显微镜首次实现了对界面粒子稳定的共连续聚合物共混物中聚结动力学的实时观察。我们证明，抑制聚结产生的纳米粒子的界面覆盖。此外，通过结合共聚焦显微镜与流变学，我们相关的流变学响应的共连续结构与其形态变化。我们发现，流变行为可以归因于界面收缩和颗粒网络形成之间的竞争。此外，我们表明，即使在高于亚稳点的两个聚合物相的再混合之后，颗粒支架也得以维持。最后，我们还讨论了颗粒稳定的共连续结构与普通胶体凝胶在剪切响应上的差异：前者在剪切作用下比后者更脆弱。
2015-01-31 cond-mat.soft
Tests of mode coupling theory in a simple model for two-component miscible polymer blends
本文采用分子动力学模拟方法研究了聚合物共混物中一个简单的珠-弹簧模型的结构弛豫。不同单体尺寸的引入引起两种组分的动力学的大时间尺度分离。模拟结果的一个大的可观测探测密度相关性，劳斯模式，和方向的债券和链端到端的矢量，模式耦合理论（MCT）的框架内进行了分析。获得了异常大的指数参数值。这一特征表明，动态停搏可能存在潜在的高阶MCT方案。
2007-09-26 cond-mat.soft
Rheology of Ring Polymer Melts: From Linear Contaminants to Ring/Linear Blends
环状聚合物仍然是我们目前对聚合物动力学的理解的一个主要挑战。由于样品纯度和分散性的不确定性，实验结果很难解释。使用平衡和非平衡分子动力学模拟，我们已经系统地研究了结构，动力学和流变学的完全控制的环/线性聚合物共混物与链的长度和灵活性，缠结的数量是高达约14每链，这是在文献中研究的实验系统。线性污染物使这些链长的环状聚合物熔体的零剪切粘度增加10%的最小浓度约为其重叠浓度的五分之一。当两种结构以等量存在时，共混物的粘度大约是纯线性熔体的粘度的两倍。在此浓度下，环的扩散系数被发现显着降低，而线性聚合物的静态和动态性能大多不受影响。我们的研究结果是支持一个原始的路径分析。
2011-12-15 cond-mat.soft
Entropic Unmixing in Nematic Blends of Semiflexible Polymers
当溶致溶液的渗透压变化时，具有相同链长但不同持久长度的半柔性聚合物的二元混合物分离成两个共存的不同的双相。分子动力学模拟和密度泛函理论预测的相图要么有一个三相点，其中的各向同性相共存的两个三相，或一个临界点内的非混合的混合物。组分之间的局部优选键角的差异驱动这种不混合，而单体之间没有任何吸引力的相互作用。
2020-09-14 cond-mat.soft
Flow boundary conditions for chain-end adsorbing polymer blends
使用苯酚封端的聚碳酸酯共混物作为一个例子，我们表明，流体动力学边界条件的吸附聚合物熔体的流动是非常敏感的外延层的结构。在剪切作用下，聚合物熔体的吸附部分（链端）沿表面电势的等势线移动，而吸附的添加剂作为表面缺陷。响应于吸附的添加剂的数量的增加，表面层变得更薄并且固化。这导致从滑移到熔体流动的无滑移边界条件的逐渐过渡，滑移长度对吸附端的表面浓度具有非单调依赖性。
2005-07-18 cond-mat.soft
Microphase separation in cross-linked polymer blends: Efficient replica RPA post-processing of simulation data for homopolymer networks
我们使用复制理论和大规模分子动力学模拟相结合的随机交联（共）聚合物共混物的行为。特别是，我们推导出类似的淬火无序系统的随机相位近似，并显示如何所需的关联函数可以有效地计算。通过对均聚物网络的模拟数据进行后处理，我们能够描述非均质系统中的中子散射测量，而无需诉诸微观细节和其他非物理假设。我们得到的结构函数数据，说明了预期的微相分离，并包含系统特定的信息，我们的网络的内在长度尺度。
2008-05-29 cond-mat.soft
Thermomechanical properties of polypropylene and styrene-ethylene-butylene-styrene blends: a molecular simulation and experimental study
由两种或多种聚合物组成的聚合物共混物对于各种工业和工艺都很重要，但是，它们的热机械行为的精确机理还不完全清楚。为了更清楚地理解聚合物共混物，必须确定聚合物共混物的相容性和组分之间的相互作用及其宏观热机械性能。本研究通过对SEBS和等规PP共混物（SP）的实验研究和分子动力学模拟，探讨了分子间相互作用对共混物热机械性能的影响。为了研究SEBS、PP及其不同配比共混物的玻璃化转变温度（Tg），建立了SEBS、PP及其共混物的分子结构晶胞。采用LAMMPS分子动力学方法预测了分子的密度、比容、自由体积、焓、动能、势能和键能。通过对这些性能的分析，预测了SEBS、PP和SP共混物的（Tg）s。有趣的是，SEBS，PP及其共混物的Tg的模拟值与我们的实验结果从动态力学分析（DMA）显示出良好的一致性。该方法可用于研究其它复杂聚合物共混物的玻璃化转变。
2021-01-09 cond-mat.soft
Local and chain dynamics in miscible polymer blends: A Monte Carlo simulation study
局部链结构和局部环境在高分子链的动力学行为中起着重要的作用。一般来说，描述共混物中两种组分的链段动力学的摩擦系数彼此不同，并且与纯熔体的摩擦系数不同。在这项工作中，我们调查聚合物共混动力学与蒙特卡罗模拟的广义键波动模型，其中非键最近的邻居之间的相互作用能的差异区分共混物的两个组件。模拟只采用局部移动和尊重非键交叉条件进行了一系列的组合物，密度和链长的共混物。这里研究的共混物在劳斯行为和纠缠行为之间的交叉区域具有长链动力学。为了研究自扩散系数的标度，特征链长$N_\mathrm{c}$由链的堆积长度计算。这些与从接受率和有效键长确定的局部迁移率$μ$相结合，以产生特征自扩散系数$D_\mathrm{c}=μ/N_\mathrm{c}$。我们发现，熔体和共混物的数据崩溃到一个共同的线上的一个图中的减少的扩散系数$D/D_\mathrm{c}$作为减少的链长$N/N_\mathrm{c}$的函数。详细研究了熔体和共混物的动态性能的组成依赖性与长度为20在三个不同的密度的链。对于这些共混物，我们计算摩擦系数从当地的流动性，并考虑其组成和压力的依赖性。以这种方式确定的摩擦系数显示了在混溶共混物实验中观察到的许多特性。
2005-11-07 cond-mat.soft
Composition Heterogeneity Induced Crystallization in Double Crystalline Binary Polymer Blends
聚合物共混物由于其可通过改变构成组分及其相对组成来调节性质而为各种潜在应用提供了令人兴奋的材料。我们的模拟结果揭示了相行为和结晶特性与系统中A-和B-聚合物的相对组成之间的内在关系。我们报告模拟结果的非等温和等温结晶与弱和强偏析强度，以阐明组成依赖的结晶行为。随着低熔点B-聚合物组成的增加，宏观相分离和结晶温度非单调地变化，这归因于两种聚合物的扩散系数随B-聚合物组成的增加而变化。然而，在弱偏析强度下，在足够高的B-聚合物组成下，A-聚合物产生相对较厚的晶体，这归因于B-聚合物表现出的稀释效应。当B-聚合物组成足够高时，它像溶剂一样起作用，而A-聚合物结晶。在这种情况下，A-聚合物链段变得更易移动并且不易结晶。因此，A-聚合物在相对低的温度下结晶，形成较厚的晶体。在较强的分离强度下，稀释效应伴随着较强的A-B排斥作用，表现为均方回转半径随B-聚合物组成的增加呈现非单调变化趋势。等温结晶揭示了组成和结晶行为之间的强关系。两步（即，连续结晶）比一步结晶（即，同时结晶）。
2016-10-12 cond-mat.soft
Surface segregation of conformationally asymmetric polymer blends
我们推广了爱德华兹的方法的集体描述的致密聚合物系统的有效潜力的聚合物共混物在表面的存在下。用这种方法，我们研究了构象不对称的绝热聚合物共混物在硬壁的存在下的一级有效势。对于具有相同回转半径$R_g$但不同统计链段长度$l_{A}$和$l_{B}$的聚合物，在表面处较硬聚合物的过量浓度被推导为$% δρ_{A}(z=0)\sim (l_{B}^{-2}-l_{A}^{-2}){\ln (}R_{g}^{2}/l_{c}^{2}{)%}$，其中$l_{c}$是局部长度，低于该长度，聚合物共混物的不可压缩性被破坏。对于仅在聚合度上不同的聚合物共混物，较短的聚合物富集壁。
2006-03-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Static and dynamic contributions to anomalous chain dynamics in polymer blends
通过计算机模拟，我们研究了非纠缠聚合物共混物在一个简单的珠-弹簧模型中的Rouse模的弛豫。两种不同的模型用于快速组件，即全柔性和半柔性链。后者是半柔性的，这意味着静态链内相关性在所有长度尺度上都是强非高斯的。动态不对称性的共混物中的强烈增强，通过降低温度，诱导约束效应的快速组件。对于快分量的两种模型，劳斯模式的动力学表现出非常不同的趋势。对于完全灵活的情况下，松弛时间表现出渐进的偏离劳斯缩放上增加的动态不对称性。这种反常效应有一个动态的起源。它是不相关的特定的静态特征的劳斯模式，这确实是相同的完全灵活的均聚物，并没有修改的动态不对称的共混物。相反，在半柔性的情况下，弛豫时间表现出近似相同的标度行为的模式的振幅。这表明，半柔性链的反常动力学标度的起源本质上是静态的。我们讨论了这些意见的适用性的理论方法在聚合物共混物中的链动力学的影响。
2010-11-10 cond-mat.soft
Unexpected entanglement dynamics in semidilute blends of supercoiled and ring DNA
不同拓扑结构的聚合物的共混物，如环和超螺旋，自然发生在生物学中，并经常表现出新兴的粘弹性在工业中梦寐以求的。然而，由于它们的复杂性，以及生产不同拓扑结构的聚合物的困难，拓扑聚合物共混物的动力学仍然知之甚少。我们通过使用被动和主动微观流变学来表征松弛的圆形和超螺旋DNA的混合物的线性和非线性流变特性，从而解决了这一空白。当我们将浓度从低于重叠浓度c* 改变到高于（0.5c* 到2c*）时，我们表征动力学。令人惊讶的是，尽管工作在稀释-半稀释交叉，纠缠动力学，如剪切稀化，弹性平台，和多个松弛模式，出现。最后，共混物表现出意想不到的持续的弹性响应，以前没有观察到的非线性应变，即使在良好的纠缠线性聚合物的解决方案。
2019-10-02 cond-mat.soft
The consequence of excess configurational entropy on fragility: the case of a polymer/oligomer blend
通过利用聚合物的玻璃化转变的分子量依赖性及其形成完全可混溶的共混物的能力，我们提出了一种方法来修改系统的脆弱性，从脆弱到强大，保持相同的玻璃性质，即振动态密度，均方位移和局部结构。通过量热法和中子散射法研究了非热聚苯乙烯/低聚物共混物的慢动力学和快动力学，并与被认为是参考的纯17-mer聚苯乙烯的动力学进行了比较。尽管共混物和纯17-mer在玻璃和液体中具有相同的热容，但它们的脆性差异很大。这种脆弱性的差异与混合过程产生的额外构型熵有关，其作用范围远大于链间距离，而不会影响玻璃的快速动力学和结构。
2009-11-11 cond-mat.soft
Miscibility Phase Diagram of Ring Polymer Blends: A Topological Effect
聚合物共混物的相容性是聚合物科学中的一个经典问题，如果其中一个或两个组分没有链端，则可能会发生改变。基于{ \it拓扑体积}的思想，我们提出了一个平均场论来阐明环状聚合物中的拓扑约束如何影响共混物的相行为。虽然预期环-线性聚合物共混物的可混性的大的增强，但预测环-环聚合物共混物的分层的相反趋势，尽管相对较弱。导出了这两种情况下临界点移动的标度公式。我们讨论了该理论的适用范围，以及对线性聚合物共混物行为的交叉，这是短链聚合物所期望的。这些分析提出了拓扑约束可以表示为一种有效的排斥体积效应，其中拓扑长度起着屏蔽因子的作用。
2016-04-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Thermodynamic Analysis of a Polymerization-Induced Phase Separation in Nanoparticle-Monomer-Polymer Blends
我们使用最近由V. V. Ginzburg（Macromolecules 2005，38，2362.）提出的简单模型对纳米颗粒-单体-聚合物共混物中聚合诱导的相分离进行热力学分析。该模型适用于由纳米颗粒，单体和线性聚合物构成的三元共混物，其中聚合物和单体的相对分数决定聚合反应中的转化率。分析表明，相分离可以发生在聚合过程中的相关参数（相互作用参数，聚合物和颗粒尺寸）的值的大范围内。当目的是通过单体的聚合固定纳米颗粒在单体中的均匀分散时，必须考虑这种可能性。
2013-11-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Monte Carlo simulations of interfaces in polymer blends
我们回顾了最近的模拟研究不混溶均聚物相之间的界面。特别强调了有效的模拟技术和强大的数据分析方法的介绍，如毛细管波谱分析。聚合物的不相容性和相关的模型相关的相互作用参数的有效弗洛里哈金斯参数的方式可能的原因进行了讨论。各种接口，然后考虑和其特征在于相对于它们的微观结构和热力学性质。特别是，相等或不同的刚度的均聚物之间的接口进行了研究，界面包含二嵌段共聚物，和界面限制在薄膜。结果与三元均聚物/共聚物体系的相行为有关，并与薄膜中的润湿转变有关。
1998-03-10 cond-mat.soft
Miscibility behavior and single chain properties in polymer blends: a bond fluctuation model study
综述了二元聚合物共混体系的相容性和单链性质的计算机模拟研究。我们考虑各种架构的混合，以确定重要的架构参数的粗粒度的水平和研究其定性后果的可扩展性行为。相图，交换化学势和组合物之间的关系，和对称的线性链的共混物，环状聚合物的共混物，共混物的内聚能的不对称性，共混物与不同的链长，共混物与不同的单体形状，和共混物的组分之间的刚度差距的分子间的对相关函数进行了讨论。我们研究了对称和不对称共混物中单链构象的温度和组成依赖性，并将我们的研究结果与标度参数和详细的SCF计算进行了比较。共混物中的单链动力学的两个方面进行了讨论：在一个二元共混物和不可逆反应的一小部分的反应性聚合物在一个强烈的隔离界面的短非纠缠链的动力学。相关的非格模拟和分析理论进行了简要讨论。
1999-02-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Multiscale Simulation of Entangled Polymer Melt with Elastic Deformation
为了预测缠结聚合物熔体的流动行为，我们发展了由拉格朗日流体粒子模拟和粗粒聚合物动力学模拟组成的多尺度模拟。我们在拉格朗日流体粒子模拟中引入了粒子变形来描述局部点处的伸长流动。颗粒变形与局部聚合物变形一致。
2014-01-30 cond-mat.soft
Effects of Molecular Composition and Chain Length on the Interfacial and Thermodynamic Properties of Cyclic and Linear Polymer Blends
本研究利用Kremer-Grest模型探讨分子量和链架构对环状与线形聚合物共混物界面吸附及热力学性质的影响，旨在为可持续材料设计提供见解。
2025-07-10 cond-mat.soft
Reduced-Order Computational Model for the Molecular Dynamics Simulation of Entangled Polymers
提出了一种新的用于高分子缠结体系分子动力学模拟的降阶计算方法。聚合物链被建模为连续的高斯链。我们的算法是基于应用的分子动力学模拟方法的伪谱表示的傅立叶模式的链。
2020-09-01 cond-mat.soft
Self-diffusion in binary blends of cyclic and linear polymers
一个晶格模型被用来估计缠结的环状和线性聚合物的自扩散在不同的组成的共混物。为了解释模拟结果，我们提出了一个极小模型的基础上的物理思想，渗透线性链施加在环状聚合物上的约束必须被释放，才可以扩散超过一个回转半径。模拟和最近报道的关于缠结DNA溶液的实验数据都支持在广泛的混合物组成、浓度和分子量范围内的简单模型。
2008-05-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Interfacial Slip in Sheared Polymer Blends
我们发展了一个动态自洽的场论，没有任何可调参数，在剪切下的非缠结聚合物共混物。我们的模型考虑了聚合物之间的相互作用，使人们能够计算剪切自洽下的局部流变学，微观结构和聚合物链的构象的演变。利用该模型研究了聚合物共混体系的剪切界面动力学行为，并与分子动力学模拟进行了定量比较。我们发现这两种方法之间有很好的一致性。
2004-11-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Coarse-grained Description of Polymer Blends as Interacting Soft-Colloidal Particles
我们提出了一种理论方法，映射到软胶体颗粒的混合物的聚合物共混物。分析介观尺度对分布函数重现良好的数据从联合原子分子动力学模拟的聚烯烃混合物没有拟合参数。该理论准确地恢复了软胶体混合物（液态合金）密度和浓度涨落结构因子的解析表达式。
2004-11-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The effects of dynamic binding on the phase behaviour and properties of polymer blends undergoing complex coacervation
本研究针对可形成动态键的带电聚合物共混物，通过含形成能的谐振弹簧模型模拟动态键，探究结合位点数量等因素对其相图、扩散行为、网络结构及渗流的影响，并探索引入第二类结合位点诱导正交相分离的可能。
2023-12-14 cond-mat.soft
An external potential dynamic study on the formation of interface in polydisperse polymer blends
用动电位法研究了多分散A/B共混体系中由初始尖锐界面形成界面的过程。本模型是一个非局部耦合模型，因为我们考虑到在一个单一的链段之间的相关性。相关性近似表示为德拜函数，扩散动力学基于劳斯链模型。链长分布由连续Schulz分布描述。数值计算结果表明，界面增宽随时间的变化在初期服从幂律，且单分散和多分散共混体系的幂律指数相同。幂律指数大于局部耦合模型中的指数。但是，如果只考虑平衡时的界面宽度作为体系的特征长度，则界面宽度的展宽没有统一的标度形式，因为这种相关性使体系中存在一个额外的特征长度，而多分散性与这个长度有关。
2009-07-31 cond-mat.soft
Viscoelasticity and primitive path analysis of entangled polymer liquids: From f-actin to polyethylene
我们结合计算机模拟和缩放参数，开发一个统一的观点聚合物纠缠的基础上的原始路径分析（PPA）的微观拓扑状态。我们的研究结果同意实验测量的高原模量为三个不同的聚合物类在宽范围的减少聚合物的密度：（i）半稀θ溶液的合成聚合物，（ii）相应的密集熔体以上的玻璃化转变或结晶温度，和（iii）解决方案的半柔性（生物）聚合物，如f-肌动蛋白或悬浮液的棒状病毒。这些系统一起涵盖了从松散到紧密缠绕的聚合物的整个范围。特别是，我们认为，原始路径分析重正化松散的紧纠缠系统，并提供了一个新的解释成功的Lin-Noolandi包装猜想的聚合物熔体。
2007-11-28 cond-mat.soft
Solid-like rheological response of non-entangled polymers in the molten state
我们表明，非缠结聚合物显示出类似弹性的行为在宏观尺度（探测在一些0.100毫米的厚度）高达至少一百度以上的玻璃化转变温度。对于侧链液晶聚合物和普通聚合物，在非滑移条件下发现的这种观察结果与通常发现的聚合物熔体的流动行为相矛盾。我们的测量是用传统的流变仪在几十毫米的厚度下进行的。因此，我们正在探索整体属性。据推测，所观察到的弹性意味着，即使在熔体中的链经历宏观距离的内聚效应，涉及集体运动的时间尺度长于个别聚合物链的个别弛豫时间。检测熔融非缠结聚合物的这种固体状性质对于更好地理解聚合物动力学具有相当重要的意义。
2016-09-09 cond-mat.soft
Hybrid Dynamic Density Functional Theory for Polymer Melts and Blends
我们提出了一种高速、准确的混合动态密度泛函理论，用于聚合物熔体和共混物相分离过程的计算机模拟。该理论是动态自洽场（SCF）理论和含时Ginzburg-Landau型理论与无规相位近似（GRPA）的结合。SCF理论是已知的是在弱和强偏析区域的聚合物系统的自由能的评估是准确的，虽然它有一个缺点，需要相当数量的计算成本。另一方面，GRPA理论具有比SCF理论所需计算量小得多的优点，但其适用性仅限于弱偏析区域。为了使SCF理论的准确性和GRPA理论的高性能兼容，我们在动态模拟中通过使用SCF理论每一个恒定的时间步长来调整GRPA理论的化学势。GRPA和混合理论的性能进行了测试，通过使用几个系统组成的A/B均聚物，AB二嵌段共聚物，或ABC三嵌段共聚物。利用杂化理论，我们成功地再现了实验观察到的ABC三嵌段共聚物的亚稳复杂相分离畴结构。
2006-09-05 cond-mat.soft
Viscoelastic properties of ring-linear DNA blends exhibit non-monotonic dependence on blend composition
缠结环聚合物，以及环和线性聚合物的共混物，由于文献中相互矛盾的实验结果以及难以生产没有线性污染物的缠结合成环，继续成为人们极大兴趣和争论的话题。在这里，我们创建混合解决方案的纠缠环和线性DNA与不同质量分数的线性DNA。我们使用光镊显微流变学来测量这些共混物的线性和非线性粘弹性响应。我们的测量揭示了一个强大的非单调线性粘弹性线性DNA分数的依赖性，具有显着的最大值时，环和线性链的质量分数是可比的，暗示普遍线程环的线性链。我们观察到一个类似的非单调性的非线性政权，然而，一个相对较高的分数的线性链（0.5-0.7）所需的电阻力的大幅增加和放缓的松弛动力学出现。这种非线性响应似乎也是速率相关的，我们认为这是由力引起的去螺纹环在高应变率。我们的研究结果填补了一个长期存在的知识空白，关于环状线性聚合物共混物的微观流变学和非线性响应。此外，环-线性共混物表现出的独特的强机械响应，以及通过改变共混物组成来微调这些共混物的能力，提供了新的材料设计原理。
2020-03-31 cond-mat.soft
Conformations of entangled semiflexible polymers: entropic trapping and transient non-equilibrium distributions
管模型是聚合物物理学中的一个核心概念，它可以将复杂的多丝缠结聚合物溶液问题简化为单丝描述。研究了半柔性聚合物溶液中约束管和单笼丝构象的概率分布函数。计算机模拟开发，模仿实际动态的限制聚合物在无序系统与拓扑约束的时间尺度上的局部平衡，但远低于大规模的网络重排。我们观察曲率的统计分布，并将我们的结果与最近的实验结果进行比较。出乎意料的是，所观察到的分布显示出明显的差异，从自由聚合物，即使在排除体积的情况下。广泛的模拟允许属性这些功能的熵捕获网络空隙空间。瞬态非平衡分布被证明是一个通用的功能，在中间的时间尺度淬火无序系统。
2009-08-02 cond-mat.soft
Dynamics and Rheology of Ring-Linear Blend Semidilute Solutions in Extensional Flow: Modeling and Molecular Simulations
我们使用布朗动力学（BD）模拟和单分子实验研究的拓扑约束和流体动力学相互作用的影响，在重叠浓度的环状线性聚合物共混物的解决方案的动力学和流变学。我们发现模拟和实验之间的协议，在溶液共混物中的环表现出大的构象波动，包括在启动的流动和翻滚和坦克踩踏在稳态的延伸过冲。环状聚合物的波动随着线性聚合物的共混分数的增加而增加，并且在环状Weissenberg数$\textrm{Wi}_R \approx 1.5$处达到峰值。与此相反，线性和环状聚合物在纯溶液中显示出在临界线圈拉伸Weissenberg数$\textrm{Wi} = 0.5$波动的峰值。BD模拟表明，在启动的流动的延伸超调是由于流动引起的分子间的环状线性聚合物钩，而在稳态的波动主要是由分子间的流体动力学相互作用（HI）。这是支持模拟的双分散线性聚合物溶液共混物，这表明类似的趋势，在环和线性聚合物之间的构象动力学与匹配的轮廓长度。与BD模拟相比，单分子实验定量地显示出更大的波动，这可能是因为实验是在具有更强拓扑约束的更高分子量聚合物上进行的。为此，我们已经提前了解的拓扑相互作用和分子间HI半稀环线性聚合物共混物溶液的动力学的影响。
2021-04-24 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Fracture and fatigue of entangled and unentangled polymer networks
聚合物链的缠结在弹性体、凝胶和生物组织中普遍存在。虽然链缠结对聚合物网络的弹性和粘弹性的影响已经被深入研究，但链缠结如何影响聚合物网络的断裂和疲劳仍然是一个谜。本文以聚丙烯酰胺水凝胶为模型材料，系统地比较了不同链缠结度的聚合物网络的断裂韧性和疲劳阈值。我们发现未缠结的聚合物网络的断裂韧性和疲劳阈值几乎相同，尽管未缠结的聚合物网络仍然包含包括拓扑缺陷的非理想特征（即，悬挂链和环状环）和结构异质性（即，不均匀的链长和不均匀的官能度）。相比之下，缠结聚合物网络的断裂韧性可以比其疲劳阈值高十倍以上（高达16倍），这表明由于链缠结而显著的韧性增强。与传统的聚合物网络的体耗散增韧不同，链缠结增韧需要低的应力-拉伸滞后（<10%）。我们归因于一种新的耗散机制，在缠结聚合物网络的韧性增强，近裂纹耗散，这可能是由拔出链和离域损伤的链周围的裂纹尖端。
2021-12-23 cond-mat.soft
Efficient equilibration of confined and free-standing films of highly entangled polymer melts
含有高度缠结的长链聚合物熔体在限制或自由表面的平衡是一个挑战的计算机模拟。我们首先研究聚合物熔体的基础上的软球粗粒模型限制在两个壁之间的周期性边界条件，在两个方向上平行的墙壁。然后，我们应用反向映射重新插入底层珠弹簧模型的微观细节。通过调节壁面势的强度，即使在壁面附近，处于平衡状态的受限聚合物熔体的单体密度也保持在体密度。在一个弱的限制制度，我们观察到相同的构象性质的链在散装熔体表明，我们的限制聚合物熔体已达到其平衡状态。我们的方法提供了一种有效的方法来平衡具有不同厚度的大聚合物膜，并且不限于特定的底层微观模型。在垂直于壁的方向上关闭壁电势，使得能够研究独立的高度缠结的聚合物膜或具有一个支撑基底的聚合物膜。
2020-09-18 cond-mat.soft
Elongational viscosity of weakly entangled polymer melt via coarse-grained molecular dynamics simulation
采用粗粒分子动力学模拟研究了弱缠结线型聚合物熔体的拉伸流动。本文推广了Nicholson和Rutledge（D. A. Nicholson和G. C. Rutledge，J. Chem. Phys.，145，244903（2016））用于应用于Langevin动力学。我们成功地观察到的拉伸粘度的弱缠结线性聚合物熔体从平衡态的稳态使用扩展的UEF方法，而传统的矩形平行六面体形状的拉伸流动的技术已经失败了超过20年。
2018-09-05 cond-mat.soft
Characterization and Quantification of Immiscible Polymer Blend Compatibilization by Phyllosilicate Clays
本研究开发了层状硅酸盐黏土的MARTINI-3粗粒化力场，验证其稳健性，并揭示有机改性蒙脱土可增容TPS-PE共混物，将界面张力从45降至13.06 mN/m。
2026-10-02 cond-mat.soft
Fast phase prediction of charged polymer blends by white-box machine learning surrogates
本文提出白盒机器学习结合聚合物场论预测电荷增容聚合物共混物相行为，通过并行部分高斯过程模型替代RPA计算中最耗时部分，实现近100%准确率并大幅降低计算成本，加速相图绘制。
2025-09-10 cond-mat.soft stat.AP
Direct measurement of the intermolecular forces confining a single molecule in an entangled polymer solution
我们使用光镊直接测量由周围缠结聚合物（115 kbp DNA，1 mg/ml）施加的作用于单个聚合物的分子间力。根据爬行模型的关键假设，测量了一个管状的封闭场。一个与时间相关的谐波势反对横向位移，符合最近的模拟结果。确定管半径为0.8微米，接近预测值（0.5微米）。三种弛豫模式（~0.4，5和30秒）测量后的横向位移，与预测的弛豫机制。
2007-06-25 cond-mat.soft
On the chain length dependence of local correlations in polymer melts and a perturbation theory of symmetric polymer blends
稠密高分子液体的自洽场（SCF）理论假设短程关联几乎与单体如何连接成聚合物无关。在结构相同的聚合物物质A和B的混合物的微扰理论的背景下，探讨了这种想法的一些限制，其中AB对相互作用与AA和BB相互作用略有不同，并且差异由参数α控制。将自由能扩展到O（α）产生形式为α $z(N)ϕ_{A}ϕ_{B}$的过量自由能，在晶格和连续模型中，其中z（N）是单组分液体中每个单体的分子间近邻的数量的量度。这个数量随着N的增加而略有下降，因为来自相同链的单体的自浓度对于较长的链略高，从而对于较长的链产生更深的相关性空穴。我们分析了由此产生的$N$依赖性，并预测$z(N) = z^{\infty}[1 + β\bar{N}^{-1/2}]$，其中$\bar{N}$是不变的聚合度，和$β=(6/π)^{3/2}$ .通过与模拟的比较，证实了这一预测和其他预测。我们还提出了一种方法来估计有效的相互作用参数适当的模拟数据的比较SCF理论和粗粒度的理论修正SCF理论，这是基于外推的系数在这个微扰理论的限制$N \to \infty$。我们表明，重整化的单圈理论包含一个定量的正确描述的$N$依赖的本地结构研究。
2008-10-30 cond-mat.soft
Spatial correlations of entangled polymer dynamics
利用分子动力学模拟和中子自旋回波谱研究了缠结聚合物动力学的空间相关性。由于拓扑约束的软性质，纠缠链的中间散射函数的初始空间衰减，在第一近似下，令人惊讶地类似于非纠缠系统的函数形式。然而，纠缠显示自己作为一个长尾巴的倒易空间的相关性，这意味着一个弱的，但持久的动力学本地化在现实空间中。与一些现有的理论模型的纠缠聚合物的比较表明，他们不能完全描述的空间相关性所揭示的模拟和实验。特别是，严格的一维扩散的想法，原来的管模型是有缺陷的。动态空间相关分析表明，在这项工作中提供了一个有用的工具，询问纠缠聚合物的动力学。最后，失败的调查模型，甚至定性预测集体单链密度波动的空间相关性点在聚合物熔体动力学的不可压缩性可能发挥关键作用。
2021-08-02 cond-mat.soft
Enhanced phase segregation induced by dipolar interactions in polymer blends
我们提出了一个广义的理论研究在其骨干上含有偶极子的聚合物共混物的相分离。该理论被用来构建共存曲线，并研究偶极相互作用对共存相之间的平面界面的界面张力的影响。我们表明，在单体的偶极矩，或等效的纯组分的介电常数的失配的失配，导致不稳定的均匀相。利用该理论预测了Flory-Huggins相图的修正。此外，我们表明，界面张力的增加而增加的不匹配的组件的偶极矩。通过扩展Cahn-Hilliard和Helfand-Tagami-Sapse的形式主义，分别构建了扩散和尖锐的聚合物-聚合物界面的密度分布和界面张力。
2014-11-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Identifying the Threshold Chain Length for Stress Overshoot in Ring-Linear Polymer Blends under Uniaxial Elongation: The Role of Multiple Threading
Tohoku University（东北大学）；National Defense Academy（防卫大学）
通过粗粒化分子动力学模拟，发现环-线共混物在单轴拉伸中应力过冲出现的临界链长为Z≈4，源于多线穿单环导致的拓扑约束。
2026-07-14 cond-mat.soft
Filler-Induced Composition Waves in Phase-Separating Polymer Blends
采用Cahn-Hilliard-Cook（CHC）模型，通过计算研究了固定填料颗粒（球、纤维、片晶）对聚合物共混物相分离的影响。模拟结果表明，一种聚合物对填料表面的选择性亲和力导致在近临界组合物共混物中相分离的早期阶段，填料颗粒周围的浓度波的发展。这些“目标”图案在后期阶段相分离中被不含填料颗粒的共混物的增长的“背景”旋节图案特征所超越。线性化CHC模型被用来估计从孤立的填料颗粒发出的组合物振荡的数量。在远离临界的组合物共混物中，“封装层”在填料的表面生长，而不是目标图案。这些模拟的结果与填充相分离共混物膜的实验相比是有利的。
1999-06-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Entangled-to-packed crossover in nonlinear extensional rheology of entangled polymers
Tsinghua University（清华大学）
研究揭示了纠缠聚合物在非线性延伸流变学中应变诱导的纠缠到紧密排列的交叉现象，通过模拟展示了链伸长饱和后通过对流流动和链对齐释放纠缠的过程，并提出了基于链内构象和链间摩擦的应力计算方法。
2026-11-09 cond-mat.soft physics.chem-ph
Tube width fluctuations of entangled stiff polymers
刚性聚合物在缠结溶液中的管状笼已被证明具有特征性的空间不均匀性。我们用一个系统的理论来解释这些观测结果，该理论是对D. Morse（Phys.Rev.E63：031502，2001）。用局部的二元碰撞近似（BCA）计算了约束强度的分布，并预测了管半径涨落的大小和分布函数。我们的主要结果是一个独特的缩放函数的管半径分布，与实验和模拟数据吻合良好。
2011-09-29 cond-mat.soft
Capillarity-driven thinning dynamics of entangled polymer solutions
我们分析了由Doi-Edwards-Marrucci-Grizzuti（DEMG）模型和Rolie-Poly（RP）模型描述的缠结聚合物溶液的毛细作用驱动的变薄动力学。这两种模型捕获聚合物蠕动，有限速率的链收缩和有限的扩展性的单个聚合物分子，而略有不同，在其最终形式的对流约束释放。我们计算数值的细丝变薄的配置文件预测的两个模型与现实的纠缠密度，假设圆柱形细丝的形状和没有流体惯性。这两个结果揭示了早期管重取向制度，其次是一个简短的中间弹性毛细制度，最后是有限的可延伸制度接近夹断奇点。在这项工作中提出的结果揭示了两个关键的功能，从以前的实验研究中已经报道的缠结聚合物溶液的瞬态拉伸流变学，但被广泛使用的FENE-P模型描述不佳。首先，从毛细管破裂拉伸流变仪得到的松弛时间是显着小于从稳态剪切流变仪。它们的比值可以表示为纠缠态和聚合物浓度的普适函数，这与一系列纠缠聚合物溶液的实验数据吻合得很好。第二，在足够高的聚合物浓度的长丝变薄动力学是由管在中间应变速率的重新取向，和表观拉伸粘度显示出显着的速率变薄响应。最后，我们评估的细丝变薄动力学的聚环氧乙烷水溶液（1 MDa）在稀释和纠缠制度。随着浓度的增加，配置文件偏离了良好的研究指数变薄的趋势超过纠缠阈值，变得越来越幂律的字符。
2022-06-14 cond-mat.soft
Microscopic Theory for the Dynamics of Unentangled and Entangled Polymer Melts
合作动力学的朗之万方程代表了聚合物熔体的动态与链的聚合度增加，涵盖了整个范围的行为从非纠缠的纠缠政权。该方程描述了一组互穿聚合物的运动，所述互穿聚合物通过有效势相互作用，所述有效势由高分子液体内部的聚合物间势的多体耦合产生。由于纠缠的存在而导致的动力学的限制由有效单体间势来解释，该有效单体间势为零，直到属于不同链的两个单体之间的距离达到特征值d。在该距离处，通过有效的硬核排斥施加约束，该硬核排斥表示缠结在减缓单体的相对扩散中的效果。随着时间的推移，由于链的相互扩散，约束松弛。相同的电势作用于未缠结和缠结的聚合物链，但短链不受影响，因为它们的松弛速度比它们经历的电势的存在更快。与中子自旋回波实验的聚乙烯熔体的比较表明定量协议的理论与时间相关的非相干散射函数的各种样品中的非纠缠和纠缠制度。
2015-09-28 cond-mat.soft
The Role of a Diluent in Deformation-Induced Bonding of Glassy Polymer Bidisperse Blends
本研究通过分子模拟揭示，在玻璃化转变温度以下，添加低分子量稀释剂可增加界面链端数量，促进缠结形成，从而增强双分散共混物的变形诱导键合强度，达到本体强度的约三分之一。
2024-05-29 cond-mat.soft
Relating Chain Conformations to Extensional Stress In Entangled Polymer Melts
非线性拉伸流动在聚合物加工中很常见，但在理论上仍然具有挑战性，因为链的剧烈拉伸使缠结网络远离平衡变形。在这里，我们提出了粗粒度的模拟的拉伸流动在缠结聚合物熔体的Rouse-Weissenberg数$Wi_R=0.06$ - $52$和Hencky应变$ε\geq6$。模拟再现了拉伸粘度随时间、速率和分子量的实验趋势。分子结构的研究表明，随着$Wi_R$的增加，限制管的伸长和变薄。在平衡纠缠长度处，应力的增加与链熵的减小在数量上是一致的。粘度的分子量依赖性趋势与从牛顿极限到高速率极限的交叉有关，该交叉随链长不同地缩放。
2018-06-25 cond-mat.soft
A non-monotonic constitutive model is not necessary to obtain shear banding phenomena in entangled polymer solutions
在1975年，Doi和Edwards预测缠结的聚合物熔体和溶液可以具有本构不稳定性，其由大于蠕动时间的倒数的剪切速率的减小的应力表示。实验并不支持这一点，更复杂的理论结合了Marrucci（1996）的想法，即通过平流消除约束;这产生了单调增加的应力，从而产生了稳定的本构行为。最近的实验表明，纠缠聚合物溶液可能具有本构不稳定性，并导致一些工作者质疑现有本构模型的有效性。在这封信中，我们使用一个简单的现代本构模型的纠缠聚合物，非拉伸Rolie-Poly模型与溶剂粘度增加，并表明：（1）不稳定性和剪切带是捕捉在这类简单的模型;（2）剪切带现象是可观察到的弱稳定流体的流动几何形状，施加一个充分不均匀的总剪应力;（3）瞬态现象可以具有类似剪切带的不均匀性，即使对于弱稳定流体也是如此。这些结果中有许多是与模型无关的。
2008-12-14 cond-mat.soft
Simple generic picture of toughness in solid polymer blends
本研究针对脆性聚合物共混增韧缺乏原子-宏观关联通用图景的问题，通过全原子与通用模拟揭示侧基接触密度平衡对韧性的调控机制，发现韧性随拉伸应变下接触密度变化率的普适规律，且与平行弹簧模型一致。
2022-07-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Composite Entanglement Topology and Extensional Rheology of Symmetric Ring-Linear Polymer Blends
广泛的分子模拟应用于表征平衡动力学，缠结拓扑结构，和非线性拉伸流变对称环线性聚合物共混物与系统地改变环分数$ϕ_R$。具有缠结度$Z\approx14$的链混合以产生10个具有从纯线性到纯环熔体变化的$ϕ_R$的良好缠结的系统。原始路径分析被用来可视化和量化的复合环-线纠缠网络的结构。我们直接测量的数量作为$ϕ_R$的函数的环线性线程和线性-线性纠缠，并确定与简单的参数环分数$ϕ_R\approx0.4$的纠缠网络的拓扑约束最大化。这些拓扑分析是用来合理的$ϕ_R$环和线性链动力学，构象，共混物粘度的依赖。启动单轴拉伸流动的互补模拟表明在最近的长丝拉伸实验中观察到的拉伸应力过冲，并表征它如何取决于共混物组合物和缠结拓扑结构。过冲是由环状聚合物构象的过度拉伸和反冲驱动的，所述环状聚合物构象是由环状物从线性链的对流解旋引起的。这产生了显着的变化，我们直接可视化和量化的原始路径分析过程中流动的共混物的纠缠结构。
2021-07-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
