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两相聚合物熔体中相区粗化过程的格子Boltzmann研究
  • ISSN号:0251-0790
  • 期刊名称:《高等学校化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O631[理学—高分子化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]中国科学院长春应用化学研究所,高分子物理与化学国家重点实验室,长春130022, [2]华南理工大学材料科学学院,广州510641, [3]中国科学院研究生院,北京100039
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:20574070,20490220,20534020,50621302)和国家“九七三”计划(批准号:2005CB623800)资助.
中文摘要:

在自由能格子Boltzmann方法的基础上,采用附加的作用力项描述非理想流体作用,得到了改进自由能形式的格子Boltzmann模型.对于高分子共混体系,采用了Flory—Huggins自由能函数形式,对两相聚合物熔体中的相区粗化过程进行了模拟.首先通过格子Boltzmann方法计算得到了聚合物共混物的相分离曲线,该曲线与两相共存曲线的解析值吻合得较好.应用此模型,研究了聚合物共混体系不稳分相机理的相区粗化过程.在此基础上,探讨了分相后期相区尺寸随时间的增长指数与高分子链长和Flory—Huggins相互作用参数的关系.模拟结果表明,相区的后期增长机理与高分子链长和Flory—Huggins相互作用参数关系不大,而流体的粘度决定了相区的后期增长机理,是影响相区后期增长指数的重要因素.

英文摘要:

An improved free energy approach Lattice Boltzmann model (LBM) is proposed by introducing a forcing term instead of the pressure tensor. This model can reach the proper thermodynamic equilibrium after enough simulation time. On the basis of this model, the phase separation in binary polymer mixtures is studied by applying a Flory-Huggins-type free energy. The numerical results show good agreement with the analytic coexistence curve. This model can also be used to study the coarsening of microdomains in binary polymer mixtures at the early and intermediate stages. The simulation results are in accordance with those found in experiments. To understand the coarsening of microdomains at the late stage, we study the relationship between the growth exponent of the characteristic domain size and the interaction parameterX and chain length N. The rescaled simulation results show that the growth exponent dependence on X and N is trivial, while the growth exponent dependence on the fluid viscosity is dominant.

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期刊信息
  • 《高等学校化学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:吉林大学 南开大学
  • 主编:周其凤
  • 地址:吉林大学南胡校区
  • 邮编:130012
  • 邮箱:cjcu@jlu.edu.cn
  • 电话:0431-88499216
  • 国际标准刊号:ISSN:0251-0790
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1131/O6
  • 邮发代号:12-40
  • 获奖情况:
  • 首届及第二届国家期刊奖,连续两届“百种中国杰出学术期刊”,中国期刊方阵“双高”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:50676