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高分子玻璃化转变的动力学理论研究
结题报告
批准号:
11074180
项目类别:
面上项目
资助金额:
36.0 万元
负责人:
陈康
依托单位:
学科分类:
A2012.液态、准晶与非晶态物理
结题年份:
2013
批准年份:
2010
项目状态:
已结题
项目参与者:
孙晓燕、王成超、李道光
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中文摘要
本项目为高分子玻璃化动力学的理论研究。目标是对现有的微观PNLE理论进行改进,直接从聚合物链模型及聚合物体系的结构与关联出发,建立完全自洽的类似于PNLE理论的聚合物链段慢运动方程,得到高分子材料的玻璃化动力学信息。进一步,从plastic形变之前,聚合物链段微观cage的形变和宏观形变是仿射的(affine)这一新的思路出发,可以建立高分子玻璃材料的非线性力学响应方程。结果可以用来和PNLE理论及文献中大量的模拟与实验结果进行对比分析。对具有复杂分子结构或远离理想链构象的体系例如star polymer和grafted polymer可以采用PRISM和场理论途径来进行结构分析,结果可以作为PNLE理论或新建立的高分子玻璃化动力学理论的输入,研究这类体系的玻璃化动力学特征。本项目可以使我们深入认识聚合物分子链连接性、构象等因素对材料的玻璃化动力性质的影响,具有重要的科学意义。
英文摘要
本项目是玻璃化转变的微观理论研究。玻璃化转变问题是凝聚态物理中重要的科学难题之一,其中包含着丰富的物理现象。能够定量描述玻璃化转变现象的微观理论很少。在本项目中,我们在前期工作的基础上,应用微观非线性朗芝万方程(NLE)理论研究了聚合物玻璃的应变软化(strain softening)现象,指出了它和物理老化与还原过程的联系,并发现了软化幅度与结构变量(长波长密度涨落)之间简单的定量关系。我们还研究了大应变力下的蠕变问题,理论结果与实验符合很好,解释了大应变下曲线向上弯曲的微观机制。我们完成了对NLE理论的修改,把链的连接作用考虑到理论模型中,并把它应用到模型胶体链的研究中。通过和硬球胶体的对比,我们系统的研究了键长、链长、链的刚性等对玻璃化转变的影响,揭示了大分子和小分子玻璃化转变的差别。我们把NLE理论扩展到二维胶体单层的玻璃化转变问题,探讨了维度对玻璃化转变及玻璃态的影响,包括体系弹性模量和粘度的变化等等。这部分工作为把NLE理论进一步扩展到薄膜和受限体系提供了基础。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Theory of Yielding, Strain Softening, and Steady Plastic Flow in Polymer Glasses under Constant Strain Rate Deformation
恒应变率变形下聚合物玻璃的屈服、应变软化和稳定塑性流动理论
DOI:10.1021/ma200436w
发表时间:2011-05-24
期刊:MACROMOLECULES
影响因子:5.5
作者:Chen, Kang;Schweizer, Kenneth S.
通讯作者:Schweizer, Kenneth S.
DOI:10.1002/marc.201300360
发表时间:2013-08
期刊:Macromolecular rapid communications
影响因子:4.6
作者:Chen-kun Tu;Kang Chen;Wen-de Tian;Yu-qiang Ma
通讯作者:Chen-kun Tu;Kang Chen;Wen-de Tian;Yu-qiang Ma
活性胶体/聚合物的玻璃态结构与动力学
  • 批准号:
    21774091
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    67.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    陈康
  • 依托单位:
聚合物纳米粒子混合体系的新场理论模型及应用
  • 批准号:
    21574096
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    陈康
  • 依托单位:
模型胶体链的玻璃化动力学微观理论研究:链结构、维度和受限
  • 批准号:
    21374073
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    陈康
  • 依托单位:
第四期理论物理前沿暑期讲习班--软凝聚态物理的若干前沿领域
  • 批准号:
    11347613
  • 项目类别:
    专项基金项目
  • 资助金额:
    20.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    陈康
  • 依托单位:
国内基金
海外基金