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[Macromolecules] 拉伸诱导等规聚丙烯coil-helix转变:分子动力学模拟


我室李良彬研究员和硕士研究生解春等利用分子动力学(MD)模拟方法研究了等规聚丙烯拉伸诱导coil-helix转变过程。相关研究工作发表于近期的Macromolecules (10.1021/acs.macromol.8b00325)期刊上。

流动场诱导结晶在高分子产品加工中不可避免的存在,其对产品的性能有着重要的影响,而拉伸诱导链构象有序过程(以coil-helix转变为典型代表)则是高分子结晶不同于其他物质结晶的独特之处。我们的研究基于分子动力学方法从分子层面上揭示了拉伸对coil-helix转变的促进作用及其机理。

我们的工作观察到了理论预测的coil-helix转变以及进一步的helix-extended coil 转变。基于统计和数学拟合,我们得到了coil-helix转变所需能量随拉伸应变的变化曲线,基于理论模型计算得到的能量变化曲线与拟合结果符合较好。不同与传统理论的是,这里计算得到的焓的变化要更大一些。从曲线的符合情况并结合其他数据发现短螺旋的生成主要由链内作用完成,而长螺旋的生成则伴随链间相互作用的协同。

以上研究工作得到国家自然科学基金(51633009, 21704096)和科技部重点研发项目(2016YFB0302501)的资助。