相容聚合物共混体系的分子动力学与流变学研究

Molecular dynamics of the miscible polymer blends are the key to predict the rheological properties and understand the phase separation under flow field. This project will focus on the following aspects: 1. molecular dynamics and dynamic heterogeneity of binary blends, 2. influence of the size and surface properties of nanoparticles on the segmental and terminal relaxation of miscible blends, 3. mechanism of molecular motion in nonlinear flow field and nonlinear rheological properties, 4. linear and nonlinear constitutive models of miscible polymer blends. A unified model on the molecular dynamics will be established, which can clarify the influence from intra-molecular effect, inter-molecular effect, nanoparticles and nonlinear flow field on the molecular motion in dynamically asymmetric blends. It will also clarify the molecular mechanism of thermorheological complexity in miscible polymer blends, and can serve quantitative predictions on the rheological properties of miscible blends.

相容聚合物共混体系的分子动力学是预测共混体系流变性质，以及理解流场中相分离行为的关键。本项目将针对此问题开展以下研究：1.二元共混体系的分子动力学行为与动态不均一性；2.纳米粒子尺寸与表面性质对共混体系链段和末端松弛行为的影响；3.非线性流场中的分子运动机理与非线性流变性质；4.相容共混体系的线性与非线性流变本构理论。通过这些研究，建立统一的分子动力学模型，澄清分子链内效应、分子链间效应、纳米粒子以及非线性流场对动态不对称体系分子运动的影响，阐明相容共混体系热流变复杂性的分子机理，实现对相容共混体系流变性质的定量预测。

相容聚合物共混体系的分子动力学是预测共混体系流变性质，以及理解流场中相分离行为的关键。本项目针对此问题开展了以下研究：1.研究了动态不对称性二元共混体系的分子动力学行为、浓度涨落与流变性质，阐明了链末端松弛时间、宽度与链段松弛特征的关系，并发展了研究部分相容共混体系浓度涨落的流变学方法；2.研究了纳米粒子表面性质对共混体系链段和末端松弛行为的影响，阐明了纳米粒子与高分子链相互作用对体系动力学不对称性的影响；3.研究了非线性流场中的分子运动机理与非线性流变性质，发现了弱流场对浓度涨落的影响；4.发展相容共混体系的线性与非线性流变本构理论，能够实现对线性黏弹性和弱非线性黏弹性行为的定量预测。通过这些研究所建立的分子动力学模型，我们澄清了分子链内效应、分子链间效应、纳米粒子以及非线性流场对动态不对称体系分子运动的影响，阐明相容共混体系热流变复杂性的分子机理，实现对相容共混体系流变性质的定量预测。