Plasticization and antiplasticization of polymer melts diluted by low molar mass species
利用广义熵理论推导出被结构性分子添加剂稀释的聚合物熔体的玻璃形成分析，该理论涉及亚当-吉布斯模型和基于聚合物熔体晶格模型的构型熵直接计算的结合，其中包括单体结构效应。抗增塑伴随着相对于纯聚合物的玻璃混合物的“增韧”，并且发现当稀释剂是与聚合物基质具有强烈吸引力的相互作用的小物种时发生这种效果。增塑导致玻璃化转变温度T_g降低和脆性主体聚合物在玻璃态下的“软化”。与聚合物基质具有弱吸引力相互作用的小添加剂促进塑化。计算了全柔性短链低聚物稀释聚苯乙烯的T_g的变化，以及T_g下等温压缩系数的相对变化，以表征添加剂作为增塑剂或抗增塑剂的程度。该理论预测，降低的脆性可以伴随着分子添加剂对玻璃的增塑和反增塑。通过分析稀释剂的性质（内聚能、链长和刚度）对稀释聚合物熔体中玻璃形成的影响，合理地解释了这些分子添加剂对聚合物的玻璃化转变温度和脆性的普遍降低。在改变流体组成时引起的固定温度下的玻璃形成的描述直接暗示了作为聚合物浓度的函数的结构弛豫时间的Angell方程，并且计算出的“零迁移率浓度”与逆聚合指数N成线性比例。
2010-01-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Static and dynamic properties of the interface between a polymer brush and a melt of identical chains
采用分子动力学模拟对剪切作用下两刷状覆盖表面间的短链聚合物熔体进行了模拟。构成刷的末端接枝聚合物具有与熔体中的自由链相同的化学性质，并提供柔软的可变形基底。高分子链由粗粒珠-弹簧模型描述，珠之间具有Lennard-Jones相互作用，并且沿链的主链最近邻之间具有FENE势。刷层的接枝密度提供了一种在不改变分子相互作用的情况下控制表面行为的方法。我们使用耗散粒子动力学恒温器在恒定的温度和体积下进行平衡和非平衡分子动力学模拟。平衡密度分布和剪切下的行为进行了研究，以及交叉的熔体到刷，在不同的长度尺度（键矢量，回转半径，和端到端矢量）的自由和接枝链的取向，和速度分布。在界面处的粘度和滑移作为接枝密度和剪切速度的函数计算。
2005-10-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Frequency Dispersion of Sound Propagation in Rouse Polymer Melts via Generalized Dynamic Random Phase Approximation
对L组分聚合物体系的动态无规相近似（DRPA）进行了推广。与原始的DRPA不同，DRPA将聚合物浓缩体系的集体密度-密度时间相关函数的（L × L）矩阵与示踪剂大分子和所谓的断链体系（BLS）的矩阵联系起来，我们的广义DRPA解决了这个问题，为（5 × L）×（5 × L）矩阵的耦合相关性和组分数的时间关联函数，动能和通量密度。所提出的技术是用来研究的传播的声音和动态形状因子在解开（劳斯）单分散均聚物熔体。计算的声速和吸收系数揭示了大量的频散。松弛时间被发现是N倍小于劳斯时间（N是聚合度），这证明了强大的动态筛选，因为链间相互作用。我们还讨论了聚合物熔体中布里渊散射的一些特性。此外，还找到了（q，p）-表示中Rouse链的动力学结构函数的一个新的简便表达式。
2003-04-27 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
Systematic time-scale-bridging molecular dynamics applied to flowing polymer melts
我们提出了一种新的基于时间尺度的低噪声桥接方法，用于复杂流体微观模型的动态模拟。系统的粗粒化方法的例子低分子聚合物系统进行均匀的流场。我们使用非平衡态热力学和交替的Monte-Carlo-分子动力学迭代方案的概念，以获得模型方程的慢变量。对于选定的感兴趣的流动情况下，建立的模型预测结构以及材料功能超出了政权的线性响应。作为一个副产品，我们提出了第一个稳态等双轴模拟结果的聚合物熔体。该方法易于实现，并允许通过从非平衡稳态容易获得的量来计算与时间相关的行为。
2008-12-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mode-coupling theory for structural and conformational dynamics of polymer melts
本文提出了一种适用于致密高分子体系的模式耦合理论，它统一地考虑了与结构慢化和高分子链构象自由度有关的链段笼效应。一个理想的聚合物熔体的玻璃化转变的预测，成为分子量无关的大分子。该理论提供了一个微观的理由，在聚合物熔体中使用的劳斯理论，和Rouse模式阻尼器和均方位移的结果是在良好的协议与计算机模拟结果。
2002-04-04 cond-mat.soft
Static Rouse Modes and Related Quantities: Corrections to Chain Ideality in Polymer Melts
根据Flory理想假设，在致密聚合物体系中，链内和链间的排斥体积相互作用应该是相互补偿的。因此，多链效应应被忽略，聚合物的构象可以从简单的幻影链模型来理解。在这里，我们提供证据反对这个幻影链，平均场图片。从理论上和数值上分析了Rouse模的静态关联函数。我们的数值结果是从两个粗粒度的聚合物模型，其中的单体排斥的强度可以变化，从完全排除的体积（“硬单体”），没有排除的体积（“幻影链”）的计算机模拟。对于非零的排除体积，我们发现模拟的关联函数的劳斯模式偏离显着的幻影链模型的预测。这表明在熔体中沿着链存在不可忽略的相关性。这些相关性可以通过微扰理论来考虑。我们的模拟结果与这些新的理论预测吻合得很好。
2007-12-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Local chain ordering in amorphous polymer melts: Influence of chain stiffness
采用通用聚合物模型的分子动力学模拟研究了具有不同内禀刚度的聚合物熔体。确定了单链的重要静态观测量，如回转半径或持续长度。此外，我们研究了整体静态熔体结构，包括对关联函数，结构函数和取向关联函数。
1999-01-22 cond-mat.soft
Clustering of entanglement points in highly strained polymer melts
采用分子动力学模拟方法，对聚合物熔体中珠簧链的大变形进行了研究。应用原始路径分析的强变形的聚合物熔体，拓扑约束的作用在高度缠结的聚合物熔体进行了研究和量化。我们发现，拉伸链的原始路径（PP）的整体，大规模的构象遵循仿射变形，而沿着PP的纠缠点的数量和分布不。变形后，链的PP在平行和垂直于伸长的两个方向上收缩。在进一步的放松，我们观察到一个长寿命的纠缠点集群。与延迟的弛豫时间一起，这导致熔体中拓扑约束的亚稳不均匀分布。
2019-05-31 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
Dynamic surface decoupling in a sheared polymer melt
我们提出了几种机制有助于摩擦的聚合物熔体吸附在结构化表面。第一种是众所周知的本体聚合物链从表面层的解缠结。然而，如果表面在原子尺度上是理想的，则聚合物链的吸附部分可以沿着表面势的等势线移动。这引起熔体的强烈滑移。对于高剪切速率，链部分解吸。然而，吸附链上的摩擦力增加，导致准粘边界条件。我们建议，吸附层可以有效地用于调节聚合物熔体和表面之间的摩擦力。
2005-02-24 cond-mat.soft
Generalized entropy theory of glass-formation in fully flexible polymer melts
广义熵理论（GET）为分子参数如何影响聚合物玻璃形成提供了许多见解。考虑到链刚性在理解聚合物材料的玻璃化形成过程中通常起着关键作用的事实，GET最初是基于半柔性链模型开发的。因此，GET中的所有先前计算都考虑了具有一定程度链刚性的聚合物。基于完全柔性聚合物熔体热力学和动力学性质对内聚相互作用强度（$ε$）的依赖性的计算机模拟结果，本文采用GET方法研究了$ε$对弯曲刚度消失的聚合物熔体模型中玻璃形成的影响，即，全柔性聚合物熔体。与模拟结果一致，完全柔性的聚合物熔体的GET预测，基本的无量纲热力学性质（如热膨胀系数和等温压缩率）是由$ε$标度的温度在低压制度的通用功能。对于完全柔性的聚合物熔体，在GET中的构型熵密度也发现了类似的标度行为。此外，我们发现，玻璃形成的特征温度线性增加与$ε$和脆性是独立的$ε$在完全灵活的聚合物熔体，预测再次与模拟的玻璃形成聚合物熔体组成的完全灵活的链。除了在模拟中观察到的这些一般趋势的解释，完全柔性的聚合物熔体的GET预测在低温下存在正的残余构型熵，表明在低温玻璃态下返回到Arrhenius弛豫。
2016-12-05 cond-mat.soft
Regularization methods for finding the relaxation time spectra of linear polydisperse polymer melts
从多分散聚合物的流变测量值计算离散或连续弛豫时间谱是一个不适定问题。在本文中，曲线拟合方法解决这个问题，并从文献中选择的模型进行比较。结果表明，该方法能够准确地预测线性多分散聚合物熔体的分子量分布及其弛豫时间谱。
2018-02-19 cond-mat.soft
Topological Constraints in Directed Polymer Melts
熔体中的聚合物可能受到拓扑约束，如在未连接的聚合物环的示例中。如何在这样的约束条件下进行统计力学研究仍然是一个基本的开放问题。我们研究了定向聚合物熔体的拓扑约束的效果，使用一个简单的准二维模型的模拟。我们发现，固定的全球拓扑结构的熔体是微不足道的变化的聚合物构象急剧。长度为$L$的聚合物在横向上仅以$(\ln L)^ζ$与$ζ\simeq 1.5$的数量级的距离移动。这是强烈抑制相比，布朗$L^{1/2}$缩放，在拓扑约束的情况下举行。它也比标准的启发式方法的预测小得多-特别是$L^{1/4}$的平均场一样的“障碍阵列”模型-所以我们的结果提出了尖锐的挑战理论。动力学也强烈地受到约束的影响，并且无限系统中的标记单体在横向方向上执行缓慢的次扩散。为了使光线的抑制链的游荡，我们分析了熔体的子区域的拓扑复杂性：复杂性也是几何上小，并与游荡的幂律。我们评论的见解的结果给3D熔体，定向和非定向。
2015-12-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Multiscale Simulation of History Dependent Flow in Polymer Melt
我们已经开发了一种新的多尺度模拟技术，调查历史相关的纠缠聚合物熔体的流动行为，使用平滑粒子流体动力学模拟与微观模拟器，占纠缠聚合物的动态作用于每个流体元素。将多尺度模拟技术应用于二维周期系统中聚合物熔体绕圆形障碍物的缠绕流动。研究发现，缠结聚合物熔体的应变率历史依赖的应力影响其流动行为，应力的记忆性导致非线性行为，即使在${\rm Wi} \le 1$的区域。还研究了纠缠态$<Z>$的空间分布。在障碍物周围观察到稍低的纠缠区域，并发现在下游区域加宽。
2011-03-09 cond-mat.soft
Self-organising Dissipative Polymer Structures
在相变和临界现象的标度理论的框架下，揭示了聚合物材料的宏观性质对纳米结构参数的定量依赖关系。颈缩拉伸比和断裂拉伸比是指宏观性能。该结构的特征在于在各向同性熔融结晶的线性高密度聚乙烯中的非晶层的平均厚度，其被选为一个例子。颈拉伸比的平方等于断裂拉伸比的平方与链端碰撞概率的乘积。这种概率又与各向同性材料中非晶层的平均厚度成比例。颈缩拉伸比是一个有序参数。具有柔性链的聚合物在固态和熔融状态下都是溶液，标记链的相互作用末端充当溶剂。在临界聚合度下，所有相都是相同的。这项研究是对高分子液体分子理论的重要贡献。发现在蠕动模型中，线性柔性链聚合物的熔体粘度与分子量在临界点附近服从指数为3.4的幂律关系。这与环大分子熔融时预期的值3不同。考虑了聚合物链端绕熔体流动方向的旋转振动和旋进运动，使计算结果与实验结果更符合。
2012-10-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effects of a nanoscopic filler on the structure and dynamics of a simulated polymer melt and the relationship to ultra-thin films
我们进行分子动力学模拟的理想化的聚合物熔体周围的纳米级填料颗粒，以探测局部熔体结构和动力学上的填料的影响。我们表明，熔体的玻璃化转变温度$T_g$可以转移到更高或更低的温度，通过适当地调整聚合物和填料之间的相互作用。接近填料表面的聚合物动力学的逐渐变化导致玻璃化转变的变化。我们还发现，虽然聚合物的体结构变化不大，靠近表面的聚合物往往是细长和扁平的，独立的类型的相互作用，我们研究。因此，动力学出现强烈的相互作用的影响，而熔体结构只改变了填料的存在所施加的几何约束。我们的研究结果表明，超薄聚合物薄膜（厚度$\lesssim 100$纳米），这表明超薄膜和填充聚合物系统可能会被理解在相同的上下文中获得的那些强烈的相似性。
2000-07-28 cond-mat.soft
A slow process in confined polymer melts: layer exchange dynamics at a polymer solid interface
采用分子动力学模拟的化学现实模型之间的石墨壁，我们表明，接近壁层之间的质量交换是一个缓慢的过程中已经在熔融状态的1，4-聚丁二烯。对于受限聚合物的玻璃化转变，由于堆积效应和分子内旋转障碍，该过程与减慢竞争。
2010-09-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Hysteretic behavior of a polymer molecule immersed in an incompatible melt
已知浸入低分子量溶剂中的聚合物链的回转半径随溶剂质量单调变化。在这里，我们考虑的行为链浸入高分子量溶剂（聚合物熔体）。不出所料，我们发现，随着链与聚合物熔体之间的不相容性增加，链的两种极限构象是理想无规卷曲（R = aN^1/2）和致密小球（R = aN^1/3）。然而，我们发现，在这两个限制的回转半径的链提出了一个滞后行为。
2000-12-07 cond-mat.soft
Why do Thin Polymer Films Melt at Lower Temperature? A Continuum Approach
我们已经研究了减少的玻璃化转变温度，$T_g$，特别是小分子量（$M_W$ = 2公斤/摩尔）聚苯乙烯的支撑薄膜，并发现与早期的研究大分子的良好协议。通过将薄膜的本征模与模耦合理论相结合，我们得到了一个简单的预测模型，该模型与数据定量吻合。其唯一的拟合参数是控制相关波动的剪切模量。后者对聚合物分子量的弱依赖性与一般观察结果一致，即在足够低的分子量下，$T_g$的还原在很大程度上与链长无关。
2001-04-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Lattice model of linear telechelic polymer melts. II. Influence of chain stiffness on basic thermodynamic properties
本文应用本文发展的半柔性线型遥爪熔体的晶格集团理论（LCT），研究了链刚度对线型遥爪聚合物熔体平均自组装程度和基本热力学性质的影响。我们的计算意味着，链刚度促进自组装的线性遥爪聚合物熔体组装冷却时，聚合物体积分数$ϕ$或温度$T$是高的，但反对自组装时，$ϕ$和$T$都足够低。这使我们能够确定在$ϕ$ - $T$平面中的边界线，该边界线将链刚度对自组装的定性不同影响的两个区域分开。在经典的Flory-Huggins型理论中，自组装的焓和熵通常被看作是可调参数，但在本文中，它们强烈地依赖于链的刚性。此外，说明性计算的线性遥爪聚合物熔体的熵密度的依赖性链刚度表明，包括半柔性内的LCT的重要性，当探索的性质的线性遥爪聚合物熔体的模型中的玻璃形成。
2015-06-26 cond-mat.soft
Plateau moduli of Kremer-Grest models for commodity polymer melts
University of Southern Denmark（南丹麦大学）；ENSL, CNRS, Laboratoire de Physique (UMR 5672) and Centre Blaise Pascal de l’École Normale Supérieure de Lyon（里昂高等师范学院、法国国家科学研究中心物理实验室（UMR 5672）及里昂高等师范学院布莱兹·帕斯卡中心）
研究通过时间依赖弹性响应估算高缠绕端固定珠弹簧聚合物熔体的平台模量，采用两种变形协议并验证与实验数据的一致性。
2026-03-28 cond-mat.soft
Mapping onto ideal chains overestimates self-entanglements in polymer melts
在聚合物物理学中，通常假设排除体积相互作用在聚合物熔体中被有效地屏蔽。因此，链可以描述为一个有效的随机游走，不排除体积的相互作用。在这封信中，我们表明，这种映射是有问题的，通过分析发生的节，它们的光谱和大小在聚合物熔体，相应的随机行走和链在稀溶液中。有效的随机游走严重高估了发生的结和它们的复杂性，特别是当相比，灵活的链熔体，表明非平凡的影响，由于残留的自我回避仍然发挥着重要的作用，在这个数值研究中考虑的链长。对于半柔性链的熔体，这种效应不太明显。此外，我们发现，链在熔体中的结构和拓扑结构非常相似，稀释单链接近崩溃过渡，这表明后者也没有很好地代表随机行走。我们最后表明，典型的平衡程序非常适合放松熔体中的拓扑结构。
2017-10-30 cond-mat.soft
Segregated structure of ring polymer melts near the surface: Molecular dynamics simulation study
我们使用分子动力学模拟研究了限制在薄膜中的环状聚合物熔体的结构特性，并与线性对应物进行了比较。在表面附近的环和线性聚合物的局部结构排序是彼此相似的，因为表面-单体排除体积相互作用的长度尺度小于环的理想斑点的大小。在一个长的长度尺度，而Silberberg假设可以用来提供一个物理起源的限制线性聚合物的结果，它不再适用于一个环聚合物的情况。我们还提出了不同的结构性能的环状和线性聚合物在熔体中，包括聚合物的大小，吸附量，和聚合物的配位数。我们的观察表明，一个封闭的环在熔体中采用高度分离的构象，由于拓扑排除体积排斥，这可能提供一个新的视角来理解生物过程的本质，如真核细胞核中染色体的领土分离。
2015-10-20 cond-mat.soft
Local Strain Relaxation Dictates Polymer Melt Viscosity
这篇论文因与期刊版权问题发生冲突而被撤回。
2008-04-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Static and dynamic scaling behavior of a polymer melt model with triple-well bending potential
我们进行分子动力学模拟聚合物熔体的粗颗粒聚乙烯醇模型，结晶后缓慢冷却。为了建立其高温液体状态的性能作为参考点，我们详细描述了平衡的聚合物熔体的结构特征，其链长$5\le N \le 1000$在略高于其结晶温度的温度。我们发现，足够长的聚合物与$N >50$的构象基本上服从弗洛里的理想假设。链长对链端间距和回转半径的依赖性符合理想链的标度预测和链端间距的概率分布，形状因子与理想链的形状因子也符合得很好.链内相关性揭示了自我相互作用不完全筛选的证据。然而，观察到的偏差很小。我们的研究结果排除了任何预排序或中间相结构的形成，提出了在熔体中的聚合物结晶的前体。此外，我们详细描述了原始路径的长纠缠聚合物熔体，我们检查的Rouse和爬行理论的均方位移的单体和聚合物的质量质心的标度预测。
2018-07-13 cond-mat.soft
Physics of polymer melts: A novel perspective
我们已经映射到一个时间相关的朗道-金兹伯格$|ψ|^4$场论的功能集成技术的聚合物熔体的物理。理论中的时间只是一个标签，用来标示给定单体在柔性链上的位置。利用该模型，可以表明聚合物熔体的无穷小浓度极限对应于{ \em动态}临界现象。到纠缠态的过渡也被证明是一个临界点。对于较大的浓度，当波动的作用减少时，平均场近似可解释地用于显示类似Edwards模型的管状结构的存在。
2000-02-25 cond-mat.soft
Morphology and dynamics of dense nanometric precursor lms of polymer melts
该研究发现氧化硅片上聚合物熔体固着液滴周围自发形成的纳米级前驱体薄膜，稳态厚度为自由聚合物回转半径的两倍且不受多种因素影响，现有理论无法解释，通过结合两类摩擦可建模其铺展动力学。
2023-07-20 cond-mat.soft
Characteristic time and length scales in melts of Kremer-Grest bead-spring polymers with wormlike bending stiffness
Kremer-Grest（KG）模型是研究一般聚合物性质的标准。在这里，对于不同的链刚度，我们平衡了KG熔体达到和超过每条链的$200$缠结。我们提出的方法估计修正不可压缩性的影响，估计的纠缠长度校正链刚度，估计珠摩擦和库恩时间考虑到纠缠的影响。这些是实现具有不同刚度的KG聚合物模型的理论、实验和模拟之间定量、准确且无参数比较的关键参数。我们证明了这一点的均方单体位移在中度到高度纠缠的熔体以及剪切松弛模量为unentangled熔体，这被发现是在良好的协议与聚合物动力学的标准理论的预测。
2019-12-11 cond-mat.soft
Molecular Rheology of Nanoconfined Polymer Melts
我们使用非平衡原子分子动力学模拟的线性和星形聚合物（$\mathrm{C_{25}H_{52}}$）的非纠缠熔体的纳米级赤铁矿$\left ( \mathrm{α-Fe_2O_3} \right )$通道内的约束下研究稳态粘弹性响应。我们报告（i）负（正）第一（第二）法向应力差和（ii）在低剪切速率的粘弹性张力的存在。我们将这些效应与键对齐联系起来，使得表面附近的链可以承载施加在壁上的弹性力，随着剪切速率的增加，弹性力随着链在流动方向上变得更加对齐而衰减。
2023-03-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
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
Lattice model of linear telechelic polymer melts. I. Inclusion of chain semiflexibility in the lattice cluster theory
用于聚合物体系热力学的晶格团簇理论（LCT）最近已被重新表述，以处理由完全柔性的线性遥爪链组成的强相互作用的自组装聚合物[J. Dudowicz和K. F. Freed，J. Chem. Phys. \textbf{136}，064902（2012）]。在这里，我们进一步扩展线性遥爪聚合物熔体的LCT，包括链半柔性的描述，这是通过引入弯曲能量惩罚每当一对连续的债券从一个单一的链位于沿正交方向。推导了半柔性线性遥爪聚合物熔体模型的亥姆霍兹自由能的解析表达式。该扩展为研究链刚度对自组装遥爪聚合物热力学的影响，以及进一步探索自组装对此类系统中玻璃形成的影响提供了理论工具。
2015-06-26 cond-mat.soft
Polymer crystal-melt interfaces and nucleation in polyethylene
动力学障碍导致聚合物结晶不完全，成为纳米级薄片与非晶区交错。因此，结晶聚合物充满了晶体-熔体界面，这决定了它们的物理性能。理解这些界面的长期理论挑战具有新的相关性，因为越来越多的证据表明，聚合物晶体通常通过亚稳态，部分有序的“旋转”相成核。为了检验这个想法，需要临界核的体自由能和界面自由能的理论。我们提出了一种新的方法来晶体-熔体界面，它表示的非晶区域作为一个接枝刷的循环在自洽的压力场。我们结合这一理论与估计散装自由能的差异，计算成核障碍和速率通过旋转器与结晶核聚乙烯。我们发现，在整个温度范围内，观察到成核的邻相成核确实是有利的。我们的方法可以扩展到其他聚合物。
2010-09-22 cond-mat.soft
Friction of polymers: from PDMS melts to PDMS elastomers
研究了聚二甲基硅氧烷（PDMS）聚合物熔体在非吸附表面上的滑移行为。对于足够高的剪切速率，已观察到与本体流体粘度成比例的恒定滑移长度，与Navier的界面方程一致，并表明界面Navier的摩擦系数是一个局部量，与聚合物分子量无关。比较从这些测得的滑移长度推导出的界面剪切应力与交联PDMS弹性体测得的可用摩擦应力，我们直接比较了界面熔体或弹性体摩擦系数与单体-单体摩擦。
2017-12-19 cond-mat.soft
Modifying Fragility and Collective Motion in Polymer Melts with Nanoparticles
采用分子动力学模拟研究了纳米粒子对玻璃化聚合物熔体脆性和协同弦状运动的影响。NP引起显着的变化的脆性和平均长度的字符串样运动，其中的效果取决于NP-聚合物的相互作用和NP浓度。我们解释这些变化通过亚当吉布斯（AG）理论，假设字符串可以识别的“合作重排区域”的AG。我们的研究结果表明，脆性主要是衡量分子运动的协同性的温度依赖性。
2011-01-28 cond-mat.soft
Fast convergence to equilibrium for long-chain polymer melts using a MD/continuum hybrid method
采用分子动力学和弹性连续介质相结合的混合方法，实现了长链聚合物熔体向平衡态的快速有效收敛。与传统的平衡方法相比，实现平衡态所需的模拟时间大大减少。由于弹性连续体产生的大尺度波动，聚合物在很宽的能量范围内移动。聚合物熔体中产生了多种链结构，导致聚合物熔体快速收敛到平衡态。
2012-05-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Ring polymers in melts and solutions: scaling and crossover
我们提出了一个简单的平均场论来描述环状高分子熔体的结构.通过结合拓扑体积分数的概念和经典的范德华流体理论，我们考虑了稠密系统中拓扑起源的许多体效应。我们预测，虽然紧凑的统计与Flory指数$ν=1/3$实现了非常长的链，大多数实际情况下落入交叉制度的表观指数$ν= 2/5$，在此期间，该系统朝着拓扑密集包装的限制。
2011-04-06 cond-mat.soft
Orientation Correlation in Simplified Models of Polymer Melts
我们在一个简单的通用珠-弹簧模型中研究了完全柔性聚合物熔体体系中的相互局部链序。排除体积的相互作用与连接导致的局部排序的影响，这是独立的链长之间的25和700单体，即在劳斯以及在爬行制度。这些有序现象延伸到约3至4个单体尺寸的距离，然后衰减到零。
1998-08-24 cond-mat.soft
Kremer-Grest models for commodity polymer melts: Linking theory, experiment and simulation at the Kuhn scale
Kremer-Grest（KG）聚合物模型是用于在分子动力学模拟中研究一般聚合物性质的标准模型。它的流行归功于它的简单性和计算效率，而不是它能够代表特定的聚合物物种和条件。在这里，我们表明，通过调整链刚度，它是可能的KG模型来模拟真实的聚合物熔体。特别是，我们为各种商品聚合物提供从KG到SI单位的映射关系。实验和KG熔体之间的联系是在库恩尺度下进行的，即在从化学特定的小尺度到普遍的大尺度行为的交叉处。我们希望库恩尺度映射KG模型忠实地代表普遍的属性占主导地位的大规模的构象统计和动态的柔性聚合物。特别是，我们观察到我们的KG模型的纠缠模量和实验模量的目标聚合物之间非常好的协议。
2019-12-11 cond-mat.soft
Spinodal-assisted crystallization in polymer melts
最近的实验在一些聚合物熔体淬火低于熔融温度下的小角X射线散射的旋节动力学晶体结构出现之前的报告。为了解释这些观察结果，我们提出，密度和链构象之间的耦合诱导平衡液晶固体共存区域内的液-液双结点。一个简单的唯象理论来说明这个想法，并讨论了几个实验检验的后果。剪切被示出，以提高隐藏的双节点的动力学作用。
1998-06-02 cond-mat.soft
Ring polymers in the melt state: the physics of crumpling
环状聚合物在熔体或浓溶液中的构象统计受其淬灭微观拓扑状态的强烈影响。这种效应对于非连接的未打结的环特别强，已知这些环会起皱和分离，并且这些环被认为是间期染色体的一般行为的模型。在这里，我们使用一个计算效率高的多尺度方法表明，熔体的环的总轮廓长度$L_r$可以{ \it定量}映射到熔体的{ \em相互作用}格树的回转半径$\langle R_g^2(L_r) \rangle \propto L_r^{2ν}$和$ν=0.32\pm0.01$。
2014-09-01 cond-mat.soft
Computer simulations of melts of ring polymers with non-conserved topology: A dynamic Monte Carlo lattice model
我们提出了一个动态的Monte Carlo算法的FCC晶格上的聚合物链的计算机模拟，明确考虑到克服拓扑约束的可能性，通过控制附近的聚合物链可能会通过彼此交叉的速率。通过将该方法应用于系统的相互作用的环聚合物在熔融条件下，我们表征其结构和动力学的测量，特别是，在松弛过程中形成的结和链接的量。在比较标准的熔体的未打结和未连接的环，我们的模拟表明，链交叉的机制是负责流化的熔体提供的时间尺度的过程是快于链的内部松弛，在最近的实验中采用的解决方案的DNA环的II型拓扑异构酶的存在下。在相反的情况下，缓慢的速度，熔体被证明是变得更慢，这个预测可以很容易地验证实验。
2021-07-27 cond-mat.soft
Dynamic Arrest in Polymer Melts: Competition between Packing and Intramolecular Barriers
我们提出了分子动力学模拟的一个简单的模型，聚合物熔体的分子内障碍。我们调查的势垒强度的函数的结构弛豫。动态相变可以在玻璃化转变的模式耦合理论（MCT）的框架内进行一致的分析。控制参数进行调整，以诱导一般的包装效果和聚合物的特定的分子内障碍之间的竞争，作为动态逮捕的机制。这种竞争产生异常大的值的所谓的MCT指数参数和合理化定性不同的观察简单的珠弹簧和现实的聚合物。这里提出的分子内障碍的影响的系统研究也建立了聚合物和简单的玻璃形成的玻璃化转变的性质之间的根本区别。
2008-10-02 cond-mat.soft
Lattice cluster theory for polymer melts with specific interactions
尽管长期公认的事实，即化学结构和特定的相互作用极大地影响聚合物系统的热力学性质，预测的分子理论，使系统地解决化学结构和特定的相互作用的作用一直缓慢发展，即使是聚合物熔体。虽然晶格团簇理论（LCT）为理解各种分子因素（如单体结构）对聚合物熔体和共混物的热力学性质的影响提供了强有力的工具，但迄今为止LCT的应用仅限于使用最简单的聚合物模型，其中一种物质的单体内的所有联合原子基团与共同的单体平均范德华能相互作用。因此，可压缩聚合物熔体的描述涉及单个范德华能。作为发展更现实的描述，以帮助分析实验数据和新材料的设计的第一步，LCT在这里扩展到治疗模型的聚合物熔体中的骨干和侧基有不同的相互作用强度，所以三个能量参数，即，骨干骨干，侧基，侧基，和骨干侧基相互作用能。由于这种扩展的代数复杂性很大，我们保留了最大的简单性，在这类模型进一步专门化这一初步研究模型的聚合物熔体包括链与聚（$n$ - $α$ -烯烃）的结构，只有在侧链上的端段可能有不同的，具体的范德华相互作用能与其他联合原子组。新模型的LCT亥姆霍兹自由能的解析表达式。说明性的计算表明，在何种程度上可以通过特定的相互作用控制的聚合物熔体的热力学性质。
2014-07-12 cond-mat.soft
Hydrodynamic Self-Consistent Field Theory for Inhomogeneous Polymer Melts
介绍了一种模拟嵌段共聚物熔体和共混物在流体力学流动中的结构和流变学的介观技术。该技术耦合动态自洽场论（DSCFT）与连续流体力学和流动惩罚来模拟聚合物流体在任意几何形状的通道中的流动。我们通过研究中性壁润湿条件下亚微米通道中ABC三嵌段共聚物熔体的相分离来证明该方法。我们发现表面润湿效应和剪切效应相互竞争，在没有流动的情况下产生垂直于壁的薄片，在剪切速率超过某个临界韦森伯格数的情况下产生平行于壁的薄片。
2006-08-31 cond-mat.soft
Effects of chain length on Rouse modes and non-Gaussianity in linear and ring polymer melts
采用Kremer-Grest珠-弹簧模型对环状聚合物熔体的动力学行为进行了分子动力学模拟。通过改变链长，与线性聚合物进行比较，进行劳斯模式分析。通过量化Rouse弛豫时间的链长依赖性，在环状聚合物中观察到Rouse样行为，而在线性聚合物中观察到从Rouse到爬行行为的交叉。进一步分析了单体珠粒位移和链质心位移的非高斯参数。结果表明，环状聚合物的非高斯性被显著抑制，长链下的质心动力学略有增长，而线性聚合物的单体珠和质心动力学均有所增长.
2021-09-16 cond-mat.soft
Proton spin dynamics in polymer melts: new perspectives for experimental investigations of polymer dynamics
近年来，聚合物熔体中质子自旋动力学的研究取得了重大进展。通常，质子自旋动力学由质子自旋的分子内和分子间磁偶极-偶极贡献决定。几十年来，人们假设主要贡献是属于同一聚合物链段的质子的分子内磁偶极-偶极相互作用的结果。看来这一假设与现实相去甚远。分子内和分子间贡献的相对权重是时间依赖性的，并且对聚合物链动力学的细节敏感。结果表明，对于各向同性模型的聚合物动力学的分子间磁偶极-偶极相互作用的影响增加更快的演化时间（即降低频率）比相应的分子内对应的影响。另一方面，一个倒置的情况下预测的管爬行模型：在这里的分子内磁偶极-偶极相互作用的影响随时间的增加比分子间相互作用的贡献更快。利用同位素稀释技术可以在实验上分离出聚合物熔体质子弛豫过程中的分子间贡献，这为质子NMR研究聚合物动力学的实验研究开辟了新的视角。
2014-05-25 cond-mat.soft
Molecular Dynamics Simulation Study of Nonconcatenated Ring Polymers in a Melt: I. Statics
采用分子动力学模拟研究了非级联环状聚合物熔体的结构性质，并与线性聚合物熔体进行了比较。最长的环由N=1600个单体/链组成，这对应于可比较的线性聚合物的大约57个缠结长度。对于环，发现回转半径的平方与N的4/5次方成比例，对于中间状态，与N的2/3次方成比例，对于较大的环，表明整体构象为褶皱的小球。然而，几乎所有的环珠是“表面珠”与其他环珠相互作用，结果也与以下论文（DOI：10.1063/1.3587138）中进行的原始路径分析一致。详细的环和线性聚合物以及它们的包装的内部构象特性进行了分析，并与目前的理论模型。
2011-04-29 cond-mat.soft
Sensing adsorption kinetics through slip velocity measurements of polymer melts
测量了聚二甲基硅氧烷（PDMS）聚合物熔体在弱吸附表面上的非线性滑移行为随时间的演变，该弱吸附表面由密集端接枝到熔融石英棱镜表面的短的非缠结PDMS链制成。熔体进入非线性滑移区的临界剪切速率随时间增加。熔体在同一表面上的吸附动力学已被确定独立使用椭圆偏振。我们表明，可以解释的缓慢吸附的熔体链使用Brochard-de Gennes的模型的滑移的演变。
2018-06-25 cond-mat.soft physics.flu-dyn
A priori Determination of the Extensional Viscosity of Polymer Melts
COMOFLO动态蒙特卡罗算法进行了扩展，使有史以来第一次致密熔体的稳态拉伸流变学的模拟。这一显著的进步提供了从低变形速率、在整个应变硬化范围内以及进入粘度变稀区域中准确捕获缠结聚合物熔体的拉伸粘度的能力。为此，在三维中实施与四辊磨机实验相关的纯拉伸流场。周期性边界条件存在于所有方向上，以使整个模拟域的变形速率均匀。正如预期的那样，在低变形速率下，拉伸粘度是零剪切粘度的四倍。随着变形速率的增加，拉伸粘度增加，平台，然后降低。因此，该算法正确地捕捉聚合物熔体在拉伸流动中的物理在一个完全的先验的方式，同时提供显着的计算优势超过分子动力学方法。由于该技术适用于多分散体系，以先验方式预测任意分子量分布的线性聚合物熔体的剪切和拉伸流变学的能力现在可以被认为是一个解决的问题。
2015-11-02 cond-mat.soft
Stabilizing Grafted Colloids in a Polymer Melt: Favorable Enthalpic Interactions
从理论上研究了浸入聚合物熔体中的表面包覆有末端接枝聚合物（刷）的球形胶体之间的相互作用。我们表明，两种聚合物物种之间的吸引力的相互作用，其特征在于负的Flory参数（chi<0），可以稳定的胶体分散体。稳定机制是从干刷（其中熔体链不深深地渗透到刷中）到湿刷（其中游离链渗透到刷中并迫使接枝链延伸到熔体中）的结构变化的结果。
2000-05-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Ring polymers in two-dimensional melts double-fold around randomly branching "primitive shapes"
Friedrich Miescher Institute for Biomedical Research（弗里德里希·米歇尔生物医学研究所）
研究通过数值方法检测二维熔体中环状聚合物的原始形状，并证明其构象特性符合二维分支聚合物统计规律。
2025-09-19 cond-mat.soft physics.comp-ph
Molecular Dynamics Simulation Study of Nonconcatenated Ring Polymers in a Melt: II. Dynamics
采用分子动力学模拟研究了非级联环状聚合物熔体的动力学性质，并与线性聚合物熔体进行了比较。最长的环由N=1600个单体/链组成，这对应于可比较的线性聚合物的大约57个缠结长度。环熔体被发现比它们的线性对应物扩散得更快，两种结构的自扩散系数都约为N的-2.4次方。环的质量中心的均方位移遵循次扩散行为的时间和距离超出均方回转半径，既不兼容的劳斯也不爬行模型。环松弛应力比线性聚合物快得多，并且发现零剪切粘度变化为约N的1.4次方，这比线性链的N的3.4次方弱得多，当与观察到的均方位移相比时，不匹配任何公知的聚合物动力学模型。这些发现进行了讨论，鉴于在前面的文件（DOI：10.1063/1.3587137）中提出的环的构象特性。
2011-04-29 cond-mat.soft
Multiscale approach to equilibrating model polymer melts
我们提出了一个有效的和简单的多尺度方法平衡Kremer Grest模型的聚合物熔体的刚度变化。在我们的方法中，我们逐步平衡熔体结构以上的管规模，管内，最后在单体规模。我们利用设计为在每个尺度上计算有效的模型。通过蒙特卡罗模拟退火的晶格聚合物模型的熔体结构中的密度波动以上的管规模最小化。随后的熔体结构低于管规模的平衡，通过劳斯动力学的力帽Kremer-Grest模型，允许链部分相互渗透。最后引入Kremer-Grest力场来冻结拓扑状态并强制正确的单体堆积。我们生成了用于不同链刚度的$10.000$珠的$500$链的$15$熔体以及具有$15.000$单体的$1.000$链的许多熔体。为了验证平衡过程，我们研究了单体，介观和宏观尺度下的体积，集体和单链观测量的时间演化。将本方法扩展到更长的、支化的或多分散的链和/或更大的系统尺寸是直接的。
2016-06-02 cond-mat.soft
