Mechanical Degradation of Unentangled Polymer Melts under Uniaxial Extensional Flow
本文利用非平衡分子动力学模拟研究未缠结聚合物熔体在单轴拉伸流动下的流变行为与力学降解，揭示剪切增稠—变稀—增稠及断键引发的变稀阶段，并阐明断裂动力学从一级反应向非一级反应转变的条件，为聚合物制造工艺优化提供理论依据。
2025-06-04 cond-mat.other cond-mat.soft
Bidisperse ring polymers: topological glass to stacking
通过大规模分子动力学模拟发现，向刚性环形聚合物拓扑玻璃中引入柔性环形聚合物可促使其熔化，并在排阻相互作用驱动下由类团簇玻璃结构演变为堆叠柱状结构。
2023-05-18 cond-mat.soft
Influence of bidisperse self-assembled monolayer structure on the slip boundary condition of thin polymer films
烷基硅烷自组装单分子膜（SAMs）由于其易于制备和疏水性而经常被用作模型基底。我们已经观察到，这些原子级光滑的单分子膜也提供了一个滑移边界条件的去湿膜组成的未纠缠的聚合物。该滑移长度是给定液体和不同固体之间摩擦的间接量度，是可切换的并且可以增加[Fetzer等人，物理修订版信函2005; Bäumchen等人，J. Phys.：Cond.马太福音2012]，例如，如果烷基链长度从18个变为12个主链碳。通常，边界条件的这种变化以量化的方式受到影响，使用一个或另一个烷基链长度，从而获得一个或另一个滑移长度。在这里，我们提出的结果中，这种SAM结构是以连续的方式改变。我们制备的自组装膜含有双分散的混合自组装膜的烷基硅烷，作为控制参数的组合物。我们发现，所有的混合自组装膜，我们调查显示出增强的滑移边界条件相比，单组分自组装膜。使用光学和原子力显微镜访问的滑移边界条件，我们描述了这些观测的背景下，X射线反射率测量。的滑移长度，变化超过近两个数量级，相同的聚合物熔体化学上类似的自组装膜被发现与暴露的烷基链的密度。我们的研究结果表明，一个良好的特点固/液对的重要性，下降到埃的水平，当讨论液体和固体之间的摩擦。
2016-11-30 cond-mat.soft
Anisotropy of shear relaxation in primitive chain network simulations for entangled polymers confined between flat walls
本文通过原始链网络模拟研究平板间受限缠结聚合物的各向异性剪切松弛，发现垂直分量加速源于几何受限的 Rouse 型约束释放动力学，提出了不同于非缠结体系的新机制。
2023-11-10 cond-mat.soft physics.chem-ph
Structural and conformational dynamics of supercooled polymer melts: Insights from first-principles theory and simulations
我们报告的珠弹簧模型和模式耦合理论计算的结构和构象动力学的过冷，无缠结的聚合物熔体的模拟结果之间的定量比较。我们发现半定量的模拟和理论之间的协议，除了发生在中间长度尺度之间的压缩性高原和静态结构因子的无定形晕的过程。我们的研究结果表明，在玻璃形成的熔体中的缓慢松弛的发病可以描述的单体笼补充链连接。此外，一个统一的原子描述玻璃逮捕和构象波动（渐近）遵循劳斯模型，出现从我们的理论。
2007-12-05 cond-mat.soft
Equilibrium and non-equilibrium molecular dynamics approaches for the linear viscoelasticity of polymer melts
在分子动力学中，由于聚合物熔体的内应力波动，聚合物熔体的粘弹特性的计算特别具有挑战性。我们比较了平衡和非平衡MD方法提取的存储（G '）和损耗模量（G”）在很宽的频率范围内从珠弹簧链模型，在非纠缠和纠缠制度。我们发现，通过适当选择的数据处理和降噪程序，不同的方法可以获得定量等效的结果。在平衡MD（EMD）中，应用Green-Kubo关系和用于噪声过滤的多τ相关器方法产生平滑的应力松弛模量分布，由此可以获得精确的G'和G”。对于未纠缠的链，将劳斯模型与短时校正相结合提供了一种方便的选择，可以完全规避应力波动的挑战。对于非平衡MD（NEMD），我们发现将应力预平均处理与离散傅立叶变换分析相结合可靠地计算G'和G”，其模拟长度比先前报道的短得多。比较这些方法的效率和统计精度，我们得出结论，EMD是可靠和有效的，是合适的，当整个频谱的线性粘弹性特性是理想的，而NEMD提供的灵活性时，只有一些频率范围的利益。
2022-05-11 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Stress Relaxation in Entangled Polymer Melts
我们提出了一套广泛的模拟结果的应力松弛平衡和步骤应变珠弹簧聚合物熔体。这些数据使我们能够探索链的动力学和剪切松弛模量，$G(t)$，进入平台制度的链与$Z=40$纠缠和终端松弛制度的$Z=10$。利用已知的非纠缠链的（Rouse）迁移率和通过我们系统的微观拓扑态的原始路径分析确定的熔体纠缠长度，我们对几种不同的管模型进行了无参数测试。我们发现很好的协议的Likhtman-McLeish理论使用双蠕动近似的约束释放，如果我们删除的贡献的高频率模式的轮廓长度波动的原始链。
2010-05-25 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
Reverse non-equilibrium molecular dynamics simulations of a melt of Kremer-Grest type model under fast shear
本研究首次系统检验RNEMD方法在Kremer-Grest类型链非缠结熔体中的适用性，发现剪切率增加会导致温度和密度不均匀，但平均黏度仍与SLLOD方法一致，且不均匀性未显著影响聚合物构象。
2024-07-24 cond-mat.soft
A Self-Consistent Field Study of Interfacial Dynamics in Unentangled Homopolymer Fluids in a Sheared Channel
在前面的论文中，我们提出了一个一般的晶格制定的动态自洽场（DSCF）理论的非均匀，非纠缠的均聚物流体。在这里，我们应用DSCF理论来研究瞬态和稳态的界面结构，流动和流变学在剪切平面通道包含一个单组分熔体或相分离，两组分共混物。在这里，我们专注于固-液和液-液界面平行于通道壁的情况，并假设系统在平行于壁的平面内具有平移对称性。这种对称性使我们能够得到一个简化的，准一维（准1D）版本的DSCF演化方程的自由段概率，动量密度，和理想的链构象张量。准一维DSCF方程的数值解被用来研究瞬态演化和稳态剖面的组成，密度，速度，链变形，应力，粘度和垂直应力层内的剪切通道。与以前观察到的现象获得了良好的定性协议。
2004-11-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamic Self-Consistent Field Theory for Unentangled Homopolymer Fluids
我们提出了一个动态自洽场（DSCF）理论，能够解决界面结构，动力学和流变学在不均匀的，可压缩的熔体和共混物的未纠缠的均聚物链的晶格配方。在流体中的所有库恩段的联合概率分布，与相邻的段和壁相互作用，近似由一个产品的单体概率的自由段相互作用，仅与一个外部的势场，这是确定自洽。用FENE-P哑铃模型模拟了流动对理想链构象的影响，并与随机行走中的步进概率有关。自由段和步进概率生成自洽场中链构象的统计权重，并确定链段的局部体积分数。单位晶格细胞的通量平衡产生平均场输运方程的自由段概率和动量密度的库恩长度尺度上的演变。扩散和粘性贡献的通量产生从段啤酒花建模为马尔可夫过程，过渡率反映在段的相互作用，动能，和熵的贡献下的自由能流的变化。
2004-11-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Analytical Rescaling of Polymer Dynamics from Mesoscale Simulations
我们提出了一种理论方法来缩放模拟粗粒聚合物液体的人工快速动力学的现实价值。由于粗粒化影响熵和耗散，两个因素进入重标度：包括分子内振动自由度，和重标度的摩擦系数。因为我们的方法是分析性的，所以它是通用的和可转移的。平移和旋转扩散的未纠缠和纠缠的聚乙烯熔体，预测粗粒聚合物熔体的介观尺度模拟，使用我们的重新缩放程序，与联合原子模拟和实验定量一致。
2011-03-10 cond-mat.soft
Effect of chain stiffness on the dynamics and microstructure of crystallizable bead-spring polymer melts
我们在三种不同刚度的链的模型未缠结的聚合物熔体中模拟动力学：柔性的，中间的，和棒状的。柔性和棒状链，容易固化成紧密堆积的晶体（分别与随机取向和向列对齐的链），显示简单的熔体动力学与Arrhenius温度的依赖性和不连续的变化凝固后。然而，中间刚度链是脆弱的玻璃形成显示Vogel-Fulcher动力学逮捕，尽管事实上，他们也具有向列型紧密堆积的结晶基态。要连接这种差异的动态熔体的不同微观结构，我们研究如何不同的结构措施，包括最近引入的胶体系统的研究中的集群级指标，随链刚度和温度。没有发现动力学停滞的明确的静态结构原因，但是，我们发现，中刚度链显示出质的不同的动力学不均匀性。具体来说，它们的弦状相关运动（合作重排）是相关的方式没有发现任何灵活的或棒状链沿链骨架。这种激活的“爬行”运动似乎是这些系统观察到的动力学停滞的原因，并表明控制结晶的因素与聚合物中的玻璃形成竞争可能非单调地依赖于链刚度。
2016-05-13 cond-mat.soft
Effect of Pre-Shear and Dispersity on Crystallization of a Model Polymer with Soft Pair Interactions using Molecular Dynamics Simulations
University of Illinois, Urbana–Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；The Grainger College of Engineering, University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校格雷恩格工程学院）
研究通过分子动力学模拟探讨了预剪切和分散性对聚合物结晶的影响，发现短链加入长链熔体可提高结晶度10%并加快初始生长速率，而预剪切对结晶度和生长速率影响有限，仅在单分散熔体中显著。
2026-04-13 cond-mat.soft
Understanding the dynamics of rings in the melt in terms of annealed tree model
计算了聚合物长环在无结环和无连接环熔体中的动力学性质。我们重新审视和推广众所周知的模型的环局限于一个晶格的拓扑障碍的光最近开发的Flory理论的未纠缠的环，映射每个环上的退火支化聚合物，并建立与每个环相关的骨干如下自避免，而不是高斯随机游走统计。我们发现环松弛时间和扩散系数与环长度的标度，以及应力松弛模量，零剪切粘度和均方平均位移的单个单体和环的质心的时间依赖性。我们的研究结果同意与所有可用的实验和模拟数据的环熔化误差酒吧，虽然到目前为止的数据的质量是不够的，以作出明确的判断，或反对退火树理论。最后，我们简要回顾了我们的研究结果和染色质动力学的实验数据之间的关系。
2014-09-04 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Influence of polymer bidispersity on the effective particle-particle interactions in polymer nanocomposites
我们研究了聚合物链的双分散性对聚苯乙烯熔体中二氧化硅纳米颗粒（NPs）的局部结构和平均力（PMF）的作用。我们使用的混合粒子场分子动力学技术，它允许有效地放松聚合物纳米复合材料，甚至与高分子量的纳米粒子，我们调查是裸露的或接枝聚苯乙烯链浸入熔体中的自由聚苯乙烯链，而接枝和自由的聚苯乙烯链是单分散或双分散。两体PMF表明，自由聚合物链的双分散分布增加了一对未接枝的NP之间的吸引力的强度。如果NP被聚合物链接枝，则有效的相互作用关键地取决于聚合物链的双分散性和接枝密度：对于低接枝密度，自由链和接枝链的双分散性增加NP之间的排斥，而对于高接枝密度，我们观察到两种不同的效果。自由链中双分散性的增加导致纳米粒子之间的排斥力增加，而接枝链中双分散性的增加促进吸引力的增加。此外，适当的处理多体相互作用，提高了简单的两体PMF计算，在单峰和双峰的情况下。我们发现，通过适当调节自由链和接枝链的双分散性，我们可以控制复合材料的结构，这可以通过实验观察得到证实。因此，混合粒子场方法被证实是一个有效的工具，用于再现和预测微观相互作用，这决定了在广泛的条件下的复合材料的微观结构的稳定性。
2019-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.chem-ph
Linear Viscoelasticity of Dumbbells Interacting via Gaussian Soft-Core Potential
在聚合物熔体中，链段间的相互作用被认为是屏蔽的，并恢复了理想的高斯链统计。实验事实，即线性粘弹性的未缠结的聚合物可以很好地描述劳斯模型被天真地认为是由于这种屏蔽效应。虽然各种理论模型都是基于筛选效应，并且认为筛选效应是合理的，但筛选效应并不能在坚实的理论基础上得到充分的证明。在这项工作中，我们利用一个简单的哑铃型模型来研究屏蔽效应。我们进行模拟哑铃系统中，粒子通过高斯软核势相互作用。我们发现，如果哑铃的密度是高的，高斯软核相互作用实际上是屏蔽和静态结构很好地描述了理想模型没有高斯软核相互作用。我们还表明，相互作用哑铃系统的松弛模量近似一致的非相互作用哑铃系统。在低密度系统中，我们观察到偏离理想的非相互作用系统。例如，松弛模量变得相对较宽。然而，这类系统的弛豫模量可以通过高斯软核相互作用和键分解成弛豫模式。键弛豫模式可以成功地描述为一个单一的麦克斯韦弛豫与有效弛豫强度和时间。我们的研究结果支持一个天真的使用劳斯模型来分析未纠缠的聚合物熔体。
2021-04-27 cond-mat.soft
Probing the nonequilibrium dynamics of stress, orientation and entanglements in polymer melts with orthogonal interrupted shear simulations
本研究通过正交中断剪切的分子动力学模拟，发现剪切方向改变会引发缠结的复杂演化，导致应力等超调幅度大于平行剪切的情况，为改进缠结动力学模型提供了依据。
2022-02-11 cond-mat.soft
Dispersion and Orientation patterns in nanorod-infused polymer melts
本文利用分子动力学模拟研究未缠结聚合物熔体中纳米棒的分散与取向模式，发现浓度影响相分离与团簇结构，且分散取向由耗散熵力、焓效应与聚合物熵损失竞争决定。
2023-04-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Effect of shear flow on the transverse thermal conductivity of polymer melts
本文通过扩展反向非平衡分子动力学方法，研究了剪切流对聚合物熔体横向热导率的影响，证实应力-热规则在剪切流下对缠结聚合物熔体成立且应力-热系数与链长无关，为其在计算热流体动力学中的应用提供了依据。
2024-04-30 cond-mat.soft physics.comp-ph
Reaction Kinetics in Polymer Melts
研究了末端官能化聚合物链分散在不反应的聚合物熔体中的反应动力学。从多链相关函数的无限级耦合方程出发，在假定简单物理边界后，导出了二阶速率常数$k$的封闭方程。我们的研究结果概括了以前的2-链处理（有效的稀释反应物限制）由Doi，德Gennes，弗里德曼和O 'Shaughnessy，任意初始反应基团密度$n_0$和局部化学反应性$Q$。简单平均场（MF）动力学适用于短时间，$k \sim Q$。对于高$Q$，发生向$k \approx x_t^3/t$的扩散控制（DC）动力学的转变（其中$x_t$是rms单体位移随时间的变化$t$），导致密度衰减$n_t \approx n_0 - n_0^2 x_t^3$。如果$n_0$超过链重叠阈值，则该行为之后是$n_t \approx 1/x_t^3$的状态，在该状态期间$k$具有相同的时间幂律依赖性$k \approx x_t^3/t$，但可能具有不同的数值系数。对于未缠结的熔体，这给出了$n_t \sim t^{-3/4}$，而对于缠结的情况，可以根据$Q$和$n_0$的大小实现连续状态$n_t \sim t^{-3/4}$、$t^{-3/8}$和$t^{-3/4}$中的一个或多个。动力学在时间长于最长的聚合物弛豫时间$τ$总是MF。如果在$τ$之前已形成DC状态，则长时间速率常数为$k \approx R^3/τ$，其中$R$为线圈半…
1998-07-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Thermoreversible Associating Polymer Networks: I. Interplay of Thermodynamics, Chemical Kinetics, and Polymer Physics
混合分子动力学/蒙特卡罗模拟用于研究非缠结的热可逆缔合超分子聚合物的熔体。在这一系列论文的第一篇中，我们描述并验证了一个模型，该模型有效地分离了热力学和化学动力学对这些系统的动力学和力学的影响，并且可扩展到任意非平衡状态和非线性力学性质。我们研究了模型的静态（和非均相）动力学，非平衡化学动力学和机械性能。我们的许多结果可以理解为从扩散限制到动力学限制的粘键复合的交叉，这既影响聚合物物理，也受其影响。e.父链的连通性。
2009-11-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Dynamic Heterogeneity of Short Semi-crystalline Polymer Chains during Recrystallization
本文利用分子动力学模拟研究PA6在深度淬火与近熔点退火下的再结晶，揭示MAF与RAF链的动态异质性及MAF链转位进入片晶的机制。
2024-10-08 cond-mat.soft
Beyond Gaussian Statistics in Polymer Melts: Statistical Masking of Persistent Local Constraints
Universidade do Minho（米尼奥大学）
通过聚乙烯熔体的原子分子动力学模拟，发现链构象异质性在Kuhn尺度上持续存在，而高斯行为的恢复源于独立随机构象序列的统计掩蔽效应，而非异质性的消除。
2026-06-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Radius of Gyration in Shear Gradient Direction Governs Steady Shear Viscosity of Rouse-Type Model
本文基于Rouse型单链模型，推导了未缠结聚合物熔体应力张量与回转张量间的普遍关系，发现稳态剪切粘度由剪切梯度方向的回转半径主导。
2024-12-19 cond-mat.soft
Why is Understanding Glassy Polymer Mechanics So Difficult?
在这个角度来看，我描述了最近的工作系统中，传统的区别（一）unentangled与良好的纠缠系统和（ii）熔体与玻璃似乎最没有用，并主张更广泛地使用在玻璃态聚合物力学的两个二分法：系统具有（iii）一元与二元和（iv）合作与noncoperative松弛动力学。我讨论的适用性（三，四）了解玻璃应变硬化的功能形式。从分子动力学模拟的结果表明，“戏剧性的”应变硬化紧密纠缠系统中观察到的是与一个交叉从一元，非合作的二元，合作松弛应变增加;链之间的纠缠点拉伸，改变本地可塑性的字符。沿着这些路线的未来研究有前途的方法进行了讨论。
2011-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Competitive Adsorption in Polymer Nanocomposites: The Molecular Weight and End-Group Effect Revealed by SANS and MD Simulations
本研究通过实验和分子动力学模拟揭示双分散PEG熔体中短链因端羟基氢键作用优先吸附于纳米颗粒，强调端基功能对界面行为的关键影响，为调控纳米复合材料性能提供新见解。
2025-05-06 cond-mat.mtrl-sci 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
Comparison of Linear Viscoelastic Behaviors of Langevin- and Jump-Rouse Models
本研究比较了Langevin-Rouse与jump-Rouse模型的线性黏弹行为，通过可调重采样比率的跳跃速率模型连接两者，并利用动力学蒙特卡洛模拟发现其剪切松弛模量相似但略有差异，局域跳跃在短时呈现单一麦克斯韦型松弛。
2023-12-05 cond-mat.soft
Glass transition temperature of thin polymer films
通过分子动力学模拟揭示薄聚合物薄膜玻璃化转变温度随厚度降低的规律，发现其与键取向各向异性和缠结密度下降相关，并用 Keddie 公式和扩展 Silberberg 模型进行定量描述。
2023-06-02 cond-mat.soft
Segment-Scale, Force-Level Theory of Mesoscopic Dynamic Localization and Entropic Elasticity in Entangled Chain Polymer Liquids
我们开发了一个段尺度，基于力的理论的故障的非纠缠劳斯模型和随后出现的各向同性介观本地化和熵弹性链聚合物液体中的遍历性恢复各向异性爬行运动的情况下。该理论是制定在构象N-动态序参数广义朗之万方程的方法。它是使用场论高斯线程模型的聚合物结构和封闭的普遍方式在链动态二阶矩矩阵的水平。物理思想是，各向同性Rouse模型由于时间持续的分子间接触的动力学出现而失败，所述时间持续的分子间接触由局部链不可交叉性、长程聚合物连接性和链运动的自洽处理以及阻碍它的动态力的综合影响确定。介观局域化长度（管直径）和涌现弹性预测与实验接近定量一致。此外，起始链长的比例与半稀释交叉浓度与一个现实的数值前因子。不同的预测作出各种非对角关联函数，量化的动态本地化的聚合物构象的完整的空间结构。由于局部不可交叉性约束和/或链内结合弹簧被软化，预测管直径膨胀，直到其达到链回转半径，在该点缠结局部化以不连续的方式消失。一个完整的动态相图的破坏介观局域化的构造，这是定性与模拟和聚合的纠缠度的经典概念一致。
2016-07-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
