Компьютерное моделирование процессов самоорганизации линейных и разветвленных макромолекул в равновесных и неравновесных условиях
Диссертация
Методом неравновесной молекулярной динамики изучено поведение систем линейных и разветвленных макромолекул с ассоциирующими группами под воздействием внешних сдвиговых сил. Проанализировано влияния потока на конформационные характеристики и ориентацию молекулярных цепей с ассоциирующими группами. Рассмотрена морфология систем. Обнаружено, что параметр ориентационного порядка ведет себя… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Самоорганизация макромолекул с концевыми 13 ассоциирующими группами: моделирование на основе метода клеточного автомата
- 1. 1. Формулировка проблемы
- 1. 2. Модель и метод расчета 15 1.3.Обсуждение результатов
- 1. 3. 1. Конформационные характеристики макромолекул
- 1. 3. 2. Распределение кластеров по размерам
- 1. 3. 3. Морфология агрегатов 24 1А
- 2. 1. Формулировка проблемы
- 2. 2. Модель и метод расчета
- 2. 3. Результаты и обсуждение
- 2. 3. 1. Взаимодействие между частицами и полимером
- 2. 3. 2. Ассоциативное равновесие
- 2. 3. 3. Статический структурный фактор
- 2. 3. 4. Морфология системы
- 2. 3. 5. Структура кластеров
- 2. 3. 6. Основное состояние: метод моделируемого отжига
- 2. 3. 7. Цепи с тремя ассоциирующими группами
- 2. 4. Выводы по главе
- 3. 1. Формулировка проблемы
- 3. 2. Компьютерные модели необратимой агрегации
- 3. 3. Модель и метод расчета
- 3. 4. Обсуждение результатов
- 3. 4. 1. Необратимая агрегация линейных молекул 79 3.4.1 Л. Морфология кластеров
- 3. 4. 1. 2. Средние размеры агрегатов
- 3. 4. 1. 3. Влияние числа ассоциирующих групп
- 3. 4. 1. 4. Свойства «микрокластеров»
- 3. 4. 2. Необратимая агрегация разветвленных молекул
- 3. 4. 2. 1. Морфология кластеров
- 3. 4. 2. 2. Фрактальное поведение агрегатов
- 3. 4. 1. Необратимая агрегация линейных молекул 79 3.4.1 Л. Морфология кластеров
- 4. i. Формулировка проблемы
- 4. 2. Модель и метод расчета
- 4. 3. Обсуждение результатов 113 4.3.1. Линейные сополимеры
- 4. 3. 1. 1. Влияние потока на неассоциированные цепи
- 4. 3. 1. 2. Ассоциативное равновесие
- 4. 3. 1. 3. Влияние потока на конформационные характеристики
- 4. 3. 1. 4. Молекулярная ориентация
- 4. 3. 1. 5. Морфология системы
- 4. 3. 2. Разветвленные сополимеры
- 4. 3. 2. 1. Молекулярная ориентация
- 4. 3. 2. 2. Морфология системы
- 4. 3. 3. Сравнительный анализ результатов компьютерного моделирования и реального эксперимента
- 4. 4. Выводы по главе
Список литературы
- Shaknovich E.1., Gutin A.M. //J. dePhys. (Paris). 1989. V. 50. P. 1843.
- Добрынин A.B., Ерухимович И. Я. // ЖЭТФ. 1991. т. 53. с. 545.
- Панюков С.В., Кучанов С. И. //ЖЭТФ. 1991. т. 99. с. 659.
- Добрынин A.B., Ерухимович И. Я. // ЖЭТФ. 1991. т. 99. с. 1344.
- Клюшник Б.Н., Меньшикова JI.B., Талызин И. В., Халатур П. Г., Хохлов А.Р.// Известия академии наук. Серия химическая. 1995. № 7. с. 1226.
- Клюшник Б.Н., Меньшикова J1.B., Талызин И. В., Халатур П.Г.// Математические методы в химии. Тверь: ТвГУ. 1994. с. 37.
- Frisch Н., Grosberg A.Yu. // Macromol. Chem. Theory Simul. 1993. V. 2. P. 517.8. «Structure and Properties in Ionomers» M. Pinery, A. Eisenberg, Eds., Reidel Publishing Co., Dordrecht. 1987.
- Semenov A.N., Nyrkova I.A., Khokhlov A.R. / «lonomers: Characterization, Theory and Applications». S.Schlick. Ed. CRC Press. Boca Raton. 1996.
- Khokhlov A.R., Erukhimovich I.Ya. // Macromolecules. 1993. V. 26. P. 7195.
- Khalatur P.G., Mologin D.A.// J. Mol. Liquids. 2001. V. 91. P. 205.
- Nyrkova I.A., Khokhlov A.R., Doi M. // Macromolecules. 1993. V. 26. P. 3601.
- Dormidontova E.E., Erukhimovich I.Ya., Khokhlov A.R. // Colloid and Polymer Sei. 1994. V. 278. P. 817.
- Dormidontova E.E., Erukhimovich I.Ya., Khokhlov A.R. // Macromol. Theory Simul. 1994. V. 3. P. 367. •
- Khalatur P.G., Khokhlov A.R., Vasilevskaja V.V. // Macromol. Theory Simul. 1994. V. 3.P. 939.in. Goethals E.J. «Telechelic Polymers: Synthesis and Applications». Boca
- Raton: CRC Press, 1989. i 7. israelachvili J.N. «Intermolecular and Surface Forces with Application to
- Thomas E.L., Alward D.B., Kinning D.J., Martin D.C., Handlin D.L., Fetters L.J. // Macromolecules. 1986. V. 19. P. 2197.
- Hasegawa H., Tanaka H., Yamasaki IC., Hashimoto T. // Macromolecules. 1987. V. 20. P. 1651.25. 01 vera de la Kruz M., Mayes A.M., Swift B.W. // Macromolecules. 1992. V. 25. P. 944.
- Almadachl K., Koppi K.A., Bates F.S. // Macromolecules. 1992. V. 25. P. 1743.
- Fredrickson G.H., Bates F.S.// Annu.Rev. Mater.Sci. 1996. V. 26. P. 501.
- Bates F.S., Fredrickson G.H.// Annu.Rev. Phys.Chem. 1996. V. 41. P. 525. ' v. Matsen M. W., Bates F.S.// Macromolecules. 1996. V. 29. P. 1091.
- IColbet K.A., Schweizer K.S.// Macromolecules. 2000. V. 33. P. 1425.
- Благодатская И.В., Щеголихина О. И., Ларина Т. А., Жданова A.A., Васильева В.Г.// Высокомолекулярные соединения. Сер. А. 1996. т. 38. с. 1876.
- Semenov A.N., Joanny J.F., Khokhlov A.R.// Macromolecules. 1995. V. 28. P. 1066.
- Semenov A.N., Nyrlcova I.A., Khokhlov A.R.// Macromolecules. 1995. V. 28. P. 7491.
- Milner S.T., Witten T.A.// Macromolecules. 1992. V. 25. P. 5495.
- Khokhlov A. R., Potemlcin I.I., Vasilevslcaya V.V. // Polymer Preprint.2000. V.25. P.694.
- Leibler L., Rubinstein M., Colby-R.H.// Macromolecules. 1991. V. 24. P. 4701.
- Groot R.D., Agterof W.G.// J. Chem. Phys. 1994. V. P.1649.
- Garsia-Cuellar A.J., Chapman W.G.// Mol. Phys. V. 96. P. 1063.39. lvhalatur P.G., Khokhlov A.R., J.N. Kovalenko, D.A. Mologin // J. Chem. Phys. 1999. V. 110. P. 6039.
- Kremer K. Computer simulation of polymers. // Computer simulation in chemical physics. /Ed. M.P. Allen and D.J. Tildsley. New York. 1993. P. 397.
- Khalatur P.G. Computer simulations of polymer systems. // Mathematical methods in contemporary chemistry. / Ed.S.L Kuchanov. New York. 1996. P. 487.
- Wall F.T., Mandel F. il J. Chem. Phys. 1975. V. 63. P. 4592.
- Madras N., Sokal A.D. // J. Stat. Phys. 1988. V. 50. P. 109.
- Carmesin I., Kremer K. //Macromolecules. 1988. V. 21. P. 2819.
- Khalatur P.G., Shirvanyanz D.G., Starovoitova N.Yu., Khokhlov A.R.// Macromol. Theory Simul. 2000. V. 9. № 2. P. 1.
- Palcula T., Matyajaszewski K. H Macromol. Theory Simul. 1996. V. 5. P. 987.
- Fried H., Binder К. // J. Chem. Phys. 1991. V. 94. P. 8349.
- Ottewill R. H. / «Colloidal Dispersions». J. W. Goodwin, Ed., Royal Society of Chemistry. London. 1982.
- Неппер Д. Стабилизация коллоидных дисперсий полимерами. —М.: Мир, 1986.-486 с.
- Liu S. F., Lafuma F., Audebert R. // Colloid Polym. Sci. 1993. V. 272. P. 196.
- Cabane В., Wong К., Lindner D., Lafuma F. // J. Rheol. 1997. V. 41. P. 531.
- Cabane В.// J. Phys. Chem. 1997. V. 81. P. 1639.
- Cabane В., Duplessix R. // J. Phys. (France) 1982. V. 43. P. 1529.
- Cabane В., Duplessix R. // Colloids Surf. 1985. V. 13. P. I 9.
- Cabane В., Duplessix R. // J. Phys. (France) 1987. V. 48. P. 651.
- Wong K., Cabane В. // J. Colloid Interface Sci. 1988. V. 123. P. 466.
- Lafuma F., Wong K., Cabane В. // J. Colloid Interface Sci. 1991. V. 143. P. 9.
- Wong K., Lixon P., Lafuma F., Lindner P., Aguerre-Charriol O., Cabane В.// J. Colloid Interface Sci. 1992. V. 153. P. 55.
- Spala O., Cabane В. / «Colloid-polymer Interactions». ACS S утр. Ser. 532. P. Dubin, P. Tong, Eds., ACS. Washington. DC 1993. P. 35.
- Spala O., Cabane В. // Colloid Polym. Sci. 1993. V. 271. P. 357.
- Khalatur P. G., Zherenkova L. V., Khokhlov A. R. // J. Phys. II (France)? 997. V. 7. P. 543.
- Khalatur P. G., Zherenkova L. V., Khokhlov A. R.// Physica. A. 1997 V. 249. P. 205.
- Khalatur P. G., Zherenkova L. V.,. Khokhlov A. R.// J. Eur. Phys. B. 1998. V. 5. P. 881.
- Bujan-Nunez M. C., Dickinson E. // Mol. Phys. 1993. V. 80. P. 431.
- Zheligovskaya E. A., Khalatur P. G., Khokhlov A. R. // J. Chem. Phys. 1997. V. 106. P. 8596.
- Zheligovskaya E. A., Khalatur P. G., Khokhlov A. R. // Phys. Rev. E. 1999. V. 59. P. 3071.
- Deutsch H. P., Binder K.//J. Chem. Phys. 1991. V. 94. P. 2294.
- Flory P. J. «Principles of Polymer Chemistry» Cornell Univ. Press. Ithaca. 1953.
- Флори П. Статистическая механика цепных молекул. Пер. с англ. / Под ред. Волькенштейна М. В. М: Мир, 1971. 440с.
- Кабанов В.А., Евдаков В. П., Мустафьев М. И., Антипина А.Д.// Молекулярная биология. 1968. т. 11. с. 582.
- Ермакова JI.H., Фролов Ю. Г., Касайкин В. А., Цезин А. Б., Кабанов В. А. // Высокомол. Соединения. Сер. А. 1981.Т.23. с. 2328.
- Pincus P. A., Sandroff C. J., Witten T. A. // .1. Phys. (France). 1984. V. 45. P.725.
- Li-In-On F. K. R., Vincent B., Waite F. A.// Am. Chem. Soc. Symp. 1975. Ser. 9. P. 165.7v. Cowell C., Li-In-On F. K. R., Vincent B.// J. Chem. Soc. Faraday Discuss. I. 1978. V. 74. P. 337
- Vincent B., Luckhman P. F., Waite F. A.// J. Colloid Interface 1980. Sei. 73. P. 508.
- Khokhlov A. R., Philippova O. E./ «Solvents and Polymer Self-Organization» S. Webber. Ed. Kluwer. 1996.
- Kirkpatrick S., Gelatt C. D., Vecchi M. P. // Science. 1980. V.220. P. 671.
- Kirkpatrick S. // J. Stat. Phys. 1984. V. 34. P. 975.84. «Numerical Recipes. The Art of Scientific Computing» / Press W. H., i' lannery B. P., Teukolsky S. A., Vetterling W. T. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1986.
- Mountain R. D. //Mol. Phys. 1986. V. 59. P. 857.
- Fractals in Physics / Ed. Pietronero L. and Tosatti E. Amsterdam: North-Holland, 1986.
- Witten T.A., Sander L.M. // Phys.Rev.Lett. 1981. V. 47. № 12. P. 1400.
- Witten T.A., Sander L.M. // Phys.Rev. 1983. V. 27. № 2. P. 586.
- Kinetics of Aggregation and Gelation / Ed. Family F. and Landau D.P. N.Y.Amsterdam: North-Holland, 1984.
- Eden M. // Proceedings of the Fourth Berkley Simposium on Mathematical Statistics and Probability / Ed. Neyman F. Berkley: University of California, ?961, V. 4. P. 223.
- Flory P.J. Principles of Polymer Chemistry. N.Y.-Ithaca: Cornell University Press, 1953.
- Micellization, Solubilization, and Microemulsions / Ed. Mittal K.L. N.Y.London: Plenum Press, 1977. V. 1., V. 2.
- HollidayL. Ionic Polymers. N.Y.: Halstead, 1975.
- Eisenberg A., King M. Ion Containing Polymers. N.Y.: Academic Press, 977.
- Balazs C., Karasz F.E., Mac Knight W.J. // Cell Biophys. 1987. V. 11. № 1. P. 91.
- Chakarabarti A., Toral R. // J. Chem. Phys. 1989. V. 91. № 11. P. 5687.
- Verdier P.H., Stockmayer W.H. // J. Chem. Phys. 1962. V. 36. № 1. P. 227.
- Hilhorst H.J., Deutch J.M. // J. Chem. Phys. 1975. V. 63. № 11. P. 5153.
- Baumgartner A. Applications of’the Monte Carlo Method in Statistical Physics / d. Binder K. Berlin: Springer Verlag, 1984, P. 145−180.
- Khalatur P.G., Pletneva S.G., Marchenko G.N. // Russ.Chem.Rev. 1986. V. 55. № 4. P. 357.
- Khalatur P.G., Men’shikova L.V., Khokhlov A.R. // Macromol. Theory /'irnul. 1997. V. 6. № 3. P. 317.
- DeGennes P.-G. Scaling Concepts in Polymer Physics. Ithaca: Cornell
- University Press, 1979. ?03. Пригожин И. Введение в термодинамику необратимых процессов. М.:
- Ciccoti G., Jacucci G., McDonald I.R. 11 Phys. Rev. A. 1975. V. 13. № 1. P. 426.1 08. Ciccoti G., Jacucci G., McDonald I.R. // J. Stat. Phys. 1979. V. 21. № 1. P. 1−22.
- Evans D. // J. Mol. Phys. 1979. V. 37. № 8. P. 1745. 1 10. Evans D. // J. Phys. Lett. A. 1979. V. 74. № 3. P. 229. Ml. Mover W.G., Evans D. J., Hickman R.B., Ladd A. J. C., Ashurst W. T., Moran B. //Phys. Rev. A. 1980. V. 22. № 4. P. 1690.
- Brown D. Clarke J. H. R. // Chem. Phys. Lett. 1983. V. 98. № 5. P. 579.
- Evans D. J. Morris G. P. // Comput. Phys. Rep. 1984. V. 1. № 3. p. 297.
- Evans D. J. Morris G. P. // Phys. Rev. A. 1984. V. 30. № 4. P. 1528.
- Brown D., Clarke J.H.R. // Chem. Phys. Lett. 1983. V. 98. № 6. P. 579. I 1 6. Clarke J.H.R., Brown D. // J. Chem. Phys. 1987. V. 86. № 4. P. 1542.1 1 7. Edberg R., Morriss G.P., Evans D: J. // J. Chem. Phys. 1987.V. 86. № 8. P. 4555.
- Khare R., J. de Pablo., Yethiraj A. // J. Chem. Phys. 1997. V. 107. № 9. P. 6956.
- Padilla P., Toxvaerd S. // J. Chem. Phys. 1994. V. 100. № 3. p. 1657.20. iChalatur P.G., Khokhlov A.R., Mologin D.A. // J. Chem. Phys. 1998. V. 109. № 1. P. 9602.
- IChalatur P.G., Khokhlov A.R., Mologin D.A. // J. Chem. Phys. 1998. V. 109. № 21. P. 9614.
- Ladd A.J. // Mol. Phys. 1984. V. 53. № 2. P. 459.
- Evans D.J., Morris G.P. Statistical Mechanics of Nonequilibrium Liquids. London.: Acad. Press, 1990.
- Allen M.P., Tildesley D.J. Computer Simulation of Liquids. Oxford: Clarendon. Press, 1987.
- Evans D.J. //Physica A. 1981. V. 118. № 1. P. 51.
- Elias H.G. // J. Macrol. Sei. Chem. 1973. V. A7, № 3. P. 601.
- Tuzar Z., Kratochvil P. Micelles of Block and Graft Copolymers in Solutions, In: Surfece and Colloid Science. Ed. Matijevic E., New York: Plenum Press, 1993, Vol. 15.
- Shusharina N.P., Saphonov M.V., Nyrkova I.A., Khalatur P.G., Khokhlov A.R. // Ber. Bunsenges. Phys. Chem. 1996. V. 100. № 6. P. 857.
- Мологин Д.А., Халатур П. Г. // Физ. химия. 1998. Т. 72. № 4. С. 696.
- Lundberg R.D., Makowski H.S. // J.Polym.Sci. Polym.Phys. 1980. V. 18. № 1. P. 182.
- Frank F.C., Keller A., Mackley M.R. // Polymer. 1971 .V. 12. № 3. P. 467.
- Bower D.I.//J.Polym.Sci. 1981. V. 19. № 1.P. 93.
- Kume Т., Hashimoto T. String Phase in Semidilute Polystyrene Solutions Under Stedy Shear Flow. In: Flow-induced structure in polymers. Ed. Nakatani A.I., Dudman M.D., Washington.: ACS Symposium Series 597, 1995. P.35−47.
- Синтез и свойства сополимеров полиакрилонитрила с акриловой кислотой /Михайлова Ю.Н., Хижняк С. Д., Игнатьев Ю. С. и др. // Физико-химия полимеров: Синтез, свойства и применение: Сб. науч. тр. -Тверь: ТвГУ, 2002.т.8. с.176−181.