Введение к работе
Актуальность проблемы. Детали процессов, происходящих в макромолекулах іа атомарном уровне, очень важны для понимания механических свойств юлимеров. Однако эти детали не доступны для обычных экспериментальных методов. Поэтому их приходиться изучать только теоретически, и в частности с томошыо методов компьютерного моделирования.
До недавнего времени молекулярно-динамические исследования деформации полимеров проводились, в основном, на простой модели, гзвестной под названием "взаимодействующие бусинки на гибкой нити". В >той модели каждая бусинка заменяет собой небольшую группу атомов, юответствующую мономеру макромолекулы, поэтому полученные результаты тгражают некие характерные черты, общие для абстрактных кристаллических и іморфньгх полимеров. Развитие молекулярной динамики позволило перейти к лоделям, которые различают отдельные атомы макромолекулы. Дель работы. . Разработать методику и программное обеспечение для молекулярно-
динамического моделирования процессов, происходящих в реальных
полимерах при их деформировании под действием внешней нагрузки. !. Изучить процессы формирования компактных конфигураций макромолекул
полиэтилена и тефлона, с целью их использования в качестве моделей
реальных полішеров. і. Исследовать эволюцию структуры макромолекул полиэтилена при их
деформации, а также изучить их механические свойства. к Дать аналитическое описание механизмов деформации, обнаруженных
методом компьютерного моделирования. їаучная новизна диссертации заключается в том, что в ней впервые
разработана методика молекулярно-динамического моделрірования механических свойств реальных полимеров.
методом молекулярной динамики исследованы процессы деформирования реального полимера - полиэтилена.
> дано аналитическое описание механизмов деформации полиэтилена.
фактическая ценность работы.
В результате моделирования были выявлены новые механизмы деформации голиэтилена и построена математическая модель процесса деформирования. )бнаружено, что на микроуровне карбоцепной полимер - полиэтилен -іредставляет собой композит, в котором роль прочных волокон играют
ковалентно связанные атомы углерода, а роль связующей матрицы - атомы водорода, дальние топологические соседи, соединенные слабыми межмолекулярными силами. Разработанные методика моделирования и программное обеспечение могут быть использованы не только для исследования механических свойств полимеров, но и для решения большого класса других задач физики полимеров и биополимеров. Основные положения, выносимые на защиту
методика моделирования макромолекул реальных полимеров.
формирование компактных конфигураций полимерных молекул.
эволюция структуры макромолекул полиэтилена в процессе растяжения и сжатия реального полимера.
механизм деформации полиэтилена.
Апробация работы. Результаты диссертации доложены:
-
на международной школе "Растворы и самоорганизация полимеров" (Анталия, Турция, 1-11 августа 1995 года).
-
на международной конференции "Полимеры и их характеристики 96" -Polychar-4 (Дентон, Техас, США, 10-12 января 1996 года).
-
на XXXII межреспубликанском семинаре "Актуальные проблемы прочности" (Санкт-Петербург, 12-14 ноября 1996 года).
-
на международном симпозиуме "Новые подходы к высокотехнологичным материалам 97. Неразрушающие методы исследования и компьютерные методы в материаловедении и технике." - NDTCS-97 (Санкт-Петербург, Россия, 9-13 июня 1997 года).
-
на ежегодной международной конференции по перспективным материалам -ICAM'97 & E-MRS'97 (Страсбург, Франция, 16-20 июня 1997 года).
-
на международном симпозиуме "Новые подходы к высоким технологиям 98. Неразрушающие методы исследования и компьютерные методы в науке и технике." - NDTCS-98 (Санкт-Петербург, Россия, 8-12 июня 1998 года).
а также на семинарах кафедры "Физика металлов и Компьютерные технологии в материаловедении" Санкт-Петербургского Государственного Технического Университета и Лаборатории физики конденсированных сред университета Метса, Франция.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ. Структура и объем диссертации: Диссертация состоит из введения, пяти глав, перечня основных результатов и выводов. Она содержит 115 страниц машинописного текста, 60 рисунков и список использованной литературы из 83 наименований.
