Additional Entanglement Effect Imposed by Small Sized Ring Aggregates in Supramolecular Polymer Melts: Molecular Dynamics Simulation Study
Additional Entanglement Effect Imposed by Small Sized Ring Aggregates in Supramolecular Polymer Melts: Molecular Dynamics Simulation Study
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超分子聚合物熔体中小尺寸环状聚集体产生的附加缠结效应：分子动力学模拟研究
DOI：
10.1021/acs.macromol.9b02209
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发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
5.5
通讯作者：
W. Paul
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
E. Lee;W. Paul
本工作通过分子动力学模拟研究了聚乙二醇末端功能化的超分子聚合物（SMP）熔体的结构和动力学。该系统涉及环和线性聚集体，和一个指数增加的节段弛豫时间表明除了线性聚集体之间的纠缠拓扑效应。当两个以上的线性聚集体穿过一个环时，我们发现线性聚集体的额外纠缠。此外，即使一个线性聚集体由于线性聚集体中的单体运动被抑制而穿过环，有效管直径也减小。源自环线性线程的指数增加的节段弛豫时间更定量地解释环聚集体的H-键寿命。这项工作提供了第一个直接的证据，环拓扑结构影响的动力学的SMP，这将进一步扩大定制新的SMP性能考虑到环拓扑效应的可能性。
This work investigates structures and dynamics of supramolecular polymer (SMP) melts comprising poly(ethylene glycol)s end-functionalized by pairwise associating stickers via molecular dynamics simulations. The system involves ring and linear aggregates, and an exponentially increasing segmental relaxation time indicates a topological effect besides entanglements between linear aggregates. We find the additional entanglements of the linear aggregates when more than two linear aggregates thread one ring. Moreover, even if one linear aggregate threads a ring because the monomeric motion in the linear aggregate is suppressed, the effective tube diameter decreases. The exponentially increasing segmental relaxation time originating from the ring–linear threading is more quantitatively explained by the H-bond lifetime for ring aggregates. This work provides the first direct evidence of the ring topology affecting the dynamics of SMPs, which would further broaden the possibility of tailoring novel SMP properties taking into account the ring-topological effect.
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