Development of Coarse-Grained Molecular Model for Predicting Dynamics of Entangled Associating Polymers

开发用于预测缠结缔合聚合物动力学的粗粒分子模型

• 批准号: 21K13893
• 负责人: 佐藤 健
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K13893/
• 关键词: バネ・ビーズモデル; 非絡み合い高分子系; 絡み合い高分子系; レオロジー; 粗視化モデル; 会合・解離; 界面活性剤溶液; シミュレーション

本年度は，会合・解離を有する高分子のレオロジー的性質を予測する粗視化モデルの基盤となる研究を主に進めた．粗視化モデルとは，モノマーのスケールよりも大きな構造を運動の単位に取ったモデルである．分子量の小さい非絡み合い高分子から分子量の大きい絡み合い高分子までのレオロジーを横断的に調べるために，(i)非絡み合い高分子の流動下におけるレオロジー特性の研究，および(ii)絡み合い高分子の粗視化モデルの予測精度の系統的な検証を行った．(i)非絡み合い系については，バネ・ビーズモデルを用いて，バネの伸び切り効果，鎖の配向によるビードの摩擦低減，熱揺動力の強度の変化という流動下の非線形レオロジーを記述するための基礎となる3つの機構を調べた．3つの機構を含むモデルを用いて流動下のレオロジー及び分子構造を特徴付ける量の定式化し，せん断流動を印加した際のレオロジー実験や誘電緩和実験の結果との比較を行った．結果として，検証したせん断速度領域では，バネの強度の増加および摩擦係数の低下が見られた一方で，熱揺動力の強度は平衡状態の強度から大きく変化しないという結果が得られた．(ii)絡み合い系については，バネ・ビーズモデルで表した高分子鎖上に，絡み合いによる束縛を模した追加のバネを導入したモデルを用いた．このモデルによって，線形・非線形領域のレオロジーが，どれほど正確に予測できるかを調べた．線形領域については，線状および星型高分子に対する数値計算結果を，レオロジー及び誘電緩和測定の結果と比較した．その結果，線状高分子についてはレオロジー・誘電ともに実験データをよく再現する一方，星型高分子については，特に誘電緩和実験のデータから逸脱することが分かった．これらの結果は，現在のモデルの適用限界を示している．また，非線形領域については，粗視化モデルは線状高分子のせん断レオロジーを良好に再現することが分かった．

In the current year, there are significant changes in the properties of high molecular weight polymers. This year, the main body of the research is in progress. Coarsening is very important. In this paper, the effect of molecular weight on the molecular weight of non-synthetic polymers is studied. The molecular weight of non-synthetic polymers is much higher than that of non-synthetic polymers. (I) the effect of the flow of non-synthetic polymers on the characteristics of molecular weight. The precision of the precision system is affected by the high molecular weight (ii). (I) the accuracy of the system is improved. (I) the non-linear system is used in the system, the machine is used in the machine, the machine is used in the machine, the machine is used to cut the fruit, and the direction of the machine is low in friction. The mechanical strength of the machine is very strong. Under the action of the flow of the machine, there is a record of the system of the machine. The system of the machine, the machine. When the flow is cut off, the Incas do not change the temperature, and the results of the computer and the computer compare the results of the test. The results show that the speed field is cut off, the strength is increased, and the friction is low. The mechanical strength of the machine, the strength of the balance, the strength of the balance, the strength of The results of the calculation of the number of star-shaped polymers are in good agreement with each other. The results of the calculation of the number of star-shaped polymers, the results of the calculation of the number of star-shaped polymers, the results of the calculation of the number of star-shaped polymers, and the results of the measurement and determination of star-shaped polymers are compared with each other. In the results, the results show that the star-shaped polymers are not true. The results of the special electrical engineering and thermal engineering experiments show that the limit is now used to show that the limit is used to show that the temperature is low, and that in the non-shaped field, it is difficult to obtain a good temperature distribution of high molecular weight polymer in the form of coarsening materials.

项目成果

Department of Chemical Engineering/University of Michigan(米国)

化学工程系/密歇根大学（美国）

Modeling Techniques for the Rheology of Wormlike Micellar Solutions

蠕虫状胶束溶液流变学建模技术

• DOI: 10.1678/rheology.50.9
• 发表时间: 2022
• 期刊: Nihon Reoroji Gakkaishi
• 影响因子: 1.3
• 作者: Zhang Jianyu;Chen Mingfeng;Chen Jilei;Yamamoto Kei;Wang Hanchen;Hamdi Mohammad;Sun Yuanwei;Wagner Kai;He Wenqing;Zhang Yu;Ma Ji;Gao Peng;Han Xiufeng;Yu Dapeng;Maletinsky Patrick;Ansermet Jean-Philippe;Maekawa Sadamichi;Grundler Dirk;Nan Ce-Wen;Yu Haiming;Takeshi Sato
• 通讯作者: Takeshi Sato

流動下における修正Rouseモデルの構成方程式

流动条件下修正Rouse模型的本构方程

• 发表时间: 2021
• 作者: Y. Kown;Y. Matsumiya;and H. Watanabe;H. Watanabe;山田真央，中西英行，則末智久;則末智久，董婷，中西英行;渡辺 宏;佐藤 健
• 通讯作者: 佐藤 健

動的に非対称な非絡み合い高分子ブレンドにおける相分離過程の実験的検討

动态不对称解缠结聚合物共混物相分离过程的实验研究

• 发表时间: 2021
• 作者: 佐藤健;松宮由実;渡辺宏
• 通讯作者: 渡辺宏

Stretch-orientation-induced reduction of friction in well-entangled bidisperse blends: a dual slip-link simulation study

良好缠结的双分散共混物中拉伸取向引起的摩擦减少：双滑移连接模拟研究

• DOI: 10.1007/s00397-022-01378-5
• 发表时间: 2022
• 期刊: Rheologica Acta
• 影响因子: 2.3
• 作者: Miyamoto Souta;Sato Takeshi;Taniguchi Takashi
• 通讯作者: Taniguchi Takashi