多组分高分子体系在剪切流动下的相转变及其多尺度行为

将基金委重大项目（聚合物凝聚态的多尺度连贯研究）中所建立的多尺度及连通模拟方法与NMR、光散射、流变、各种显微技术等实验手段相结合，研究外场作用下多组分高分子体系相转变及其多尺度行为，建立和完善外场作用下多组分高分子体系相转变的计算机模拟与实验相结合的多尺度研究方法，在微观、介观和宏观尺度上揭示外场作用下（尤其是剪切场作用下）多组分高分子体系相转变和形态结构的演化及形成规律，阐明剪切速率、体系的粘度、雷诺数等流体力学的特征参数对多组分高分子体系相转变和形态结构演化和形成的影响，为多组分高分子材料在加工过程中形态结构调控和性能优化提供科学依据。

按照项目计划书成功开展了剪切流动下共混高分子、嵌段高分子体系的相转变及其多尺度行为的实验和理论模拟研究，发展和完善了相关的计算机模拟和实验方法，完成了研究内容，达到了预期目标，取得了如下研究成果： . （1）开发了在图形处理器（GPU）上高效运行的GALAMOST软件包。该软件包不但包含了分子动力学、耗散粒子动力学、布朗分子动力学等通用的计算模拟模块也包含了基于分子密度场的MD-SCF模型的软件包，有效地扩扩展了聚合物模拟的时间与空间尺度，使我国在该领域模拟软硬件技术的发展与国际同步并具有自身特色；（2）提出了一种新的聚合物超级粗粒化模型，充分体现了聚合物链缠结及解缠结的微观特性并能在在更大空间、时间尺度上研究聚合物熔体的非线性动力学行为，建立了自洽场（SCF）与格子玻耳兹曼（LB）相结合的模拟方法，在处理剪切流场的同时可以考虑高分子的链节性与拓扑结构；（3）利用光学-剪切仪在线研究了聚烯烃共混体在剪切流动下体系的相态结构演化和形成，发现突然降低剪切速率在聚丙烯（PP）基体中形成的分散相粒子在少量SEBS弹性体的作用下可形成规整的长程有序的条带结构并得到了由炭材料构成条带结构的具有明显导电各向异性的PP复合膜材料；（4）率先提出了通过剪切、退火等加工条件调控嵌段高分子自组装体系的形貌结构及其形成路径，并通过计算机模拟和实验相结合阐明了嵌段高分子自组装体的多尺度结构及其不同尺度结构间的关联以及组装体的亚稳态结构与体系的初始条件、热力学过程等的关系。. 2010-2014年共发表SCI收录论文67篇，被SCI论文他引166次，在国际会议上作特邀报告14次，授权中国发明专利2件、申请中国发明专利1件，培养博士生12人、硕士生3人。吕中元教授、孙昭艳研究员分别获得2010年国家杰出青年基金和2012年国家优秀青年基金。