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两亲性梳形高分子在固液界面吸附形态的monte carlo模拟

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两亲性梳形高分子在固液界面吸附形态的Monte Carlo模拟

作者：张立军吉林大学

学位级别：硕士

在各种各样的高分子聚合物中,两亲性梳形高分子由于分子结构中存在对两种不同相结构(通常指液-液、固-液或固-固介质构成的)分别具有亲和性的侧链,表现出独特的表面活性剂特征,越来越多受到人们的重视。两亲性梳形高分子链尺寸,链构象,... 详细信息

在各种各样的高分子聚合物中,两亲性梳形高分子由于分子结构中存在对两种不同相结构(通常指液-液、固-液或固-固介质构成的)分别具有亲和性的侧链,表现出独特的表面活性剂特征,越来越多受到人们的重视。两亲性梳形高分子链尺寸,链构象,溶解性,吸附性能都表现出不同于一般均聚物或者共聚物的性质,使其广泛的应用于医药、石油、涂料。目前对于两亲性梳形高分子各种性能与结构关系的研究越来越收到重视,可是由于梳形高分子结构复杂,以及结构表征手段的限制,难以得到较好的理论和实验结果。随着计算机技术和monte carlo算法的发展,使monte carlo计算机模拟成为为一种研究两亲性梳形高分子结构与性能的有效手段。本文采用三维立方格子模型,依据Metroplis规则,在50×50×50的三维立方格子体系中对具有一定结构的两亲性梳形高分子分子在稀溶液体系下对固体小球表面的吸附形态进行了模拟研究。为了模拟稀溶液环境,本文在50×50×50的三维立方格子体系中只添加单条两亲性梳形高分子链,其一种侧链对溶剂有亲和力,另外一种侧链对溶液中的固体小球表面有亲和力。本文用VB自编模拟程序,通过改变两亲性梳形高分子各链单元之间的相互作用能,侧链在主链分子上的分布状态,以及改变两亲性梳形高分子接枝点的位置来考察两亲性梳形高分子在固体小球表面吸附形态、链构象及迁移特征。发现该高分子的聚集状态、接枝数、接枝分布和空间位阻对其在固体小球表面吸附形态、链构象、吸附层厚度及迁移特征都有很大的影响。

关键词：两亲性梳形高分子 monte carlo模拟吸附形态

沙尘颗粒系统对电磁波衰减的monte carlo模拟

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沙尘颗粒系统对电磁波衰减的Monte Carlo模拟

作者：杜志新兰州大学

学位级别：硕士

随着电磁波技术的飞速发展,无线电波、雷达和遥感等通信技术在大气测量中得到广泛的应用。在沙尘暴地区,一般利用电磁波技术观测沙尘的能见度、颗粒密度等,而这些测量技术主要利用电磁波的散射特性,包括由沙尘暴引起的电磁波的吸收、散... 详细信息

随着电磁波技术的飞速发展,无线电波、雷达和遥感等通信技术在大气测量中得到广泛的应用。在沙尘暴地区,一般利用电磁波技术观测沙尘的能见度、颗粒密度等,而这些测量技术主要利用电磁波的散射特性,包括由沙尘暴引起的电磁波的吸收、散射和衰减。另一方面,沙尘可见度和沙粒表面带电量等参数都会导致电磁波能量的损耗进而影响电磁信号质量和监测结果,为了保证沙尘地区通信运行的准确性和可靠性,本论文基于电磁散射理论对带电沙尘颗粒系统的散射相函数、带电沙尘颗粒系统的多次散射模拟和透射率的计算以及带电沙尘颗粒系统对电磁波的衰减展开研究,主要工作如下:首先,基于Mie散射理论导出了带电沙尘颗粒系统对电磁波散射相函数和非对称参数,发现沙粒对电磁波散射相函数随颗粒带电量和电磁波入射频率不同而不同,特别是随着沙粒带电量和电磁波入射波长的增加,电磁波后向散射相函数值也随之增加;通过关联带电沙粒对电磁波散射的相函数和非对称参数,给出了散射相函数的近似表达式,是非对称参数的函数。然后,我们利用monte carlo方法模拟电磁波在沙尘介质中的辐射传输过程,用修正后的HG相函数近似表示带电沙尘颗粒系统对电磁波的散射相函数,导出考虑多次散射后电磁波在沙尘介质中的透射率,从而利用Beer-Lambert定律研究了考虑颗粒多次散射效应穿行于沙尘系统中的电磁波衰减。通过比较相同条件下,仅考虑独立散射和考虑颗粒对电磁波的多次散射下,电磁波的透射率,发现当能见度比较低、电磁波频率较高且穿行于沙尘系统的距离较远时,必须考虑颗粒对电磁波的多次散射效应,特别是沙粒表面带电量会增加多次散射效应。比较独立散射和多次散射两种方法计算的衰减,结果表明计算和预测电磁波在沙尘天气下的衰减时,特别是在低可见度沙尘天气下,多次散射效应不可忽略,沙粒表面的带电量影响电磁波的衰减,沙尘颗粒面电荷密度越大,电磁波衰减也越大,并且沙粒表面带电量对电磁波的衰减影响在低频率、小粒径下更为显著。同时,我们给出了中国典型通讯基站间传输的电磁波信号衰减,以及需要考虑沙粒多次散射效应的最高能见度,是沙粒带电量和电磁波入射频率的函数。

关键词：带电沙尘颗粒系统散射相函数多次散射电磁波衰减 monte carlo模拟

软受限三嵌段共聚物在薄膜中自组装的monte carlo模拟

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软受限三嵌段共聚物在薄膜中自组装的Monte Carlo模拟

作者：崔杰东北师范大学

学位级别：硕士

嵌段聚合物通过自组装可以形成具有各种结构的有序集聚体。由于其尺寸在纳米尺度上，所以利用嵌段聚合物的自组装制备纳米材料已成为当今高分子科学和材料科学的重要研究课题。在嵌段聚合物中有一类，即由刚性链段和柔性链段键合而成的... 详细信息

嵌段聚合物通过自组装可以形成具有各种结构的有序集聚体。由于其尺寸在纳米尺度上，所以利用嵌段聚合物的自组装制备纳米材料已成为当今高分子科学和材料科学的重要研究课题。在嵌段聚合物中有一类，即由刚性链段和柔性链段键合而成的，聚合物倍受人们关注。其中刚性链段的运动受其刚性的限制亦被称为软受限高分子。实验上已经发现这类聚合物在不同的条件下可以组装成蘑菇状、条带、超点阵等结构。然而，这些结构的形成和转变的机理目前还不十分清楚。本论文应用monte carlo方法对软受限三嵌段共聚物在薄膜体系的自组装行为进行了模拟研究，并采用全新的方法实现了对高分子链刚性度，即软受限程度的控制。模拟研究的重点放在温度与嵌段链的刚性度对体系自组装行为的影响，得到了如下创新性结果： 1．刚性-柔性-刚性（A-B-A）对称三嵌段共聚物的薄膜体系模拟结果表明降低温度或增大嵌段A的刚性，体系由无序向有序的层状结构转变, 即发生无序-有序转变。其转变温度随嵌段A刚性的增加而升高。片层相互平行且垂直薄膜表面。在分子水平上我们统计了A-B-A共聚物在薄膜中的链构象。结果表明，对于刚性-柔性-刚性三嵌段共聚物体系而言，在体系发生自组装后，共聚物的链构象是环状与伸展状构象并存的。 2．柔性-刚性-柔性(B-A-B)对称三嵌段共聚物薄膜体系与刚性-柔性-刚性（A-B-A）薄膜体系不同，随着中间嵌段A的刚性的增加，B-A-B薄膜体系从层状结构转变成为柱状结构，即发生了有序-有序转变。此外，模拟还得到了典型的层状和柱状的混合结构。链构象的统计结果表明，在柔性-刚性-柔性体系中，共聚物链在薄膜中几乎全部伸展。这些研究结果对该类嵌段共聚物薄膜形态结构的调控和应用提供了科学依据，丰富和加深了人们对嵌段共聚物自组装行为的认识和理解。

关键词：软受限三嵌段共聚物 monte carlo模拟自组装

两亲性两嵌段聚合物刷形貌结构的monte carlo模拟

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两亲性两嵌段聚合物刷形貌结构的Monte Carlo模拟

作者：徐慧吉林大学

学位级别：硕士

本文采用monte carlo模拟方法分别考察了接枝密度、不同组分之间的相互作用能以及嵌段共聚物链长等参数对于两亲性两嵌段聚合物刷形貌结构以及性质的影响,取得主要模拟结果如下: 1.考察接枝密度对两亲性两嵌段聚合物刷形貌结构的影响:... 详细信息

本文采用monte carlo模拟方法分别考察了接枝密度、不同组分之间的相互作用能以及嵌段共聚物链长等参数对于两亲性两嵌段聚合物刷形貌结构以及性质的影响,取得主要模拟结果如下: 1.考察接枝密度对两亲性两嵌段聚合物刷形貌结构的影响:模拟结果表明,随着接枝密度的增加,聚合物刷的形貌由球状转变至波纹状直至最后变为层状。聚合物刷单体浓度分布和末端浓度分布的区域变大,并且聚合物刷的平均高度随着接枝密度的增加而增高。 2.考察体系中不同相互作用能对两亲性两嵌段聚合物刷形貌结构的影响:研究结果表明,改变A、B嵌段间相互作用能EAB、A嵌段与溶剂之间相互作用能EAC以及B嵌段与界面间相互作用能EBD对体系形貌结构影响不十分明显,体系中均形成了穿孔层状相。其中,聚合物刷的平均高度随着EAB的增加呈小幅上升趋势。然而随着B嵌段与溶剂间相互作用能EBC的增加,聚合物刷的形貌结构发生较大变化,体系中形成的穿孔层状相的孔洞数量明显变多,尺寸变小;单体浓度分布区域先变小再变大,峰值先增大再减小;末端浓度分布区域先向Z值较小的方向靠近再向Z值较大的方向靠近,峰值先增大再减小;刷的平均高度先减小后增加。由于B嵌段与界面、溶剂以及A嵌段间均有排斥作用,当EBC=0.2时,三者之间的相互作用较为均衡,使得末端分布区域最小,此时刷的平均高度最小。 3.考察两亲性嵌段共聚物链长和链段比例对聚合物刷形貌结构的影响:研究结果表明,随着嵌段共聚物链长的增加,聚合物刷的形貌结构由球状相转变为穿孔层状相;单体浓度分布的峰值越来越平滑,分布区域变宽;末端分布的区域变大,峰值变小。随着A、B两嵌段比例的增加,聚合物刷的形貌结构依次呈现片层状、波纹状、球状和六角对称球状。此外,单体浓度分布区域逐渐增加,单体浓度分布的峰值先增大后减小。末端分布峰值位置向与界面垂直距离增大的方向偏移,末端分布区域变大;刷的平均高度增加。 4.考察多分散性对两亲性聚合物刷形貌结构的影响:模拟结果表明,多分散性聚合物刷的形貌结构分为三层。随着多分散系数的增加,链长LE=20的高分子链单体浓度分布峰值向Z值增大的方向偏移;LE=36的高分子链单体浓度分布峰值向Z值减小的方向偏移。链长LE=4的组分的聚合物刷的平均高度基本不变,链长LE=20和链长LE=36的组分的聚合物刷的高度都随着多分散系数的增加而有小幅度下降。

关键词：聚合物刷 monte carlo模拟形貌转变

单链高分子构象的非格子monte carlo模拟

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单链高分子构象的非格子Monte Carlo模拟

作者：张志学河北大学

学位级别：硕士

高分子物理的主要内容由三部分构成。第一部分,同时也是最基础的一部分,就是高分子的结构,包括单个分子的结构和聚集态结构。其他两部分分别为高分子材料的性能和分子运动的统计学。本文所研究的单链高分子的链构象问题即属第一部分。... 详细信息

高分子物理的主要内容由三部分构成。第一部分,同时也是最基础的一部分,就是高分子的结构,包括单个分子的结构和聚集态结构。其他两部分分别为高分子材料的性能和分子运动的统计学。本文所研究的单链高分子的链构象问题即属第一部分。高分子的链构象不仅与高分子材料的性能有紧密联系,而且也越来越引起其他学科如生物物理方面的重视,如蛋白质的链构象问题也与此有关。自从20世纪30年代高分子学说建立以来,这方面的研究就在一直不断进行着,其中包括实验研究,理论研究,以及50年代出现的计算机模拟。本文针对单链高分子链构象问题分别从实验、理论以及计算机模拟方面介绍了现今的研究情况,并将结果分几组进行了介绍,在此基础上我们又从计算机模拟方面对此问题进行了一些研究。本文共分四个部分,主要内容如下：第1章：综述。对近年来单链高分子链构象问题研究情况进行了简单的回顾,分别从实验、理论以及计算机模拟方面对其他研究者的工作进行了简要介绍。第2章：均聚高分子单链构象的非格子monte carlo模拟。模拟了均聚高分子单链的均方回转半径

关键词：单链高分子链构象非格子模型 monte carlo模拟

银河系中球状星团的空间分布、运动轨道及monte carlo模拟

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银河系中球状星团的空间分布、运动轨道及Monte Carlo模拟

作者：王龙南京师范大学

学位级别：硕士

球状星团是银河系中最古老的天体类型之一，它的研究对理解星系的结构和演化有着重要意义。本文选用银河系中29个累积光谱型为F型的球状星团作为样本(这些样本星团的空间分布和运动特征都没有被详细地讨论过)，根据它们的基本资料：方... 详细信息

球状星团是银河系中最古老的天体类型之一，它的研究对理解星系的结构和演化有着重要意义。本文选用银河系中29个累积光谱型为F型的球状星团作为样本(这些样本星团的空间分布和运动特征都没有被详细地讨论过)，根据它们的基本资料：方位坐标、日心距、视向速度，绝对自行等参数，归算处理得出了各样本星团的空间分布和运动速度。并以此作为初始条件，在给定的三种银河系引力势模型中，采用数值积分方法计算出各样本星团的运动轨道。最后，对3个样本球状星团的观测数据进行monte carlo模拟，并用于计算它们的轨道参数，以及讨论轨道参数的分布形态与模拟观测数据和不同引力势模型之间的关系。计算结果表明： (1) 大部分样本星团都位于银心距5kpc～10kpc的范围内，相对于银心呈球对称分布，它们的速度也呈椭球分布;(2) 29个样本星团按其金属度大小和基本性质分类，可分属HB和MP两个球状星团次系，且样本星团数随金属度[Fe／H]而变化，在[Fe／H]=-1.6处出现一个峰值;(3) 所有样本星团的轨道运动都呈周期性，大都在一个有界而不封闭的周期轨道上运动，其最大银心距都在40kpc以内。不同的引力势模型对球状星团轨道的具体形态影响不大，在给定的引力势模型下，当某些星团的运动轨道穿越距银心1kpc附近的区域时会出现“混沌”现象： (4) 29个样本星团的轨道半长轴、远银心距和方位周期随金属度的变化规律基本相似，样本星团的金属度与其轨道形态之间的相关性并不明显，然而轨道偏心率与金属度有关，对于所选的晕族样本星团而言，大约有24％的样本星团的轨道偏心率低于0.4。不同的引力势模型对近银心距、偏心率和参数的不确定度等量影响较小，但是对远银心距、轨道半长轴、径向周期和方位周期等参数影响较为明显。 (5) monte carlo模拟的结果表明：根据模拟观测数据得到的轨道参数的分布形态大致可分为三类：高斯分布、准高斯分布和非高斯分布;观测数据对轨道参数的影响与样本的选取、轨道参数的类型等有关。此外，不同的银河系引力势模型对所选样本的轨道参数的分布形态也有不同程度的影响。

关键词：球状星团空间分布运动轨道 monte carlo模拟

电化学体系中离子扩散过程的monte carlo模拟

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山西大学学报(自然科学版) 2006年第1期29卷 78-81页

作者：梁镇海温月丽李晓林太原理工大学化学化工学院太原理工大学信息工程学院

文章将电解质溶液视为三维网格模型,在不考虑温度和离子大小(阴、阳离子视为有大小相同的理想球体)影响的恒定电场强度下,利用M on te C arlo方法模拟研究了该体系中的溶质离子扩散特性,考察了溶质离子间相互作用及溶液离子浓度对体系... 详细信息

文章将电解质溶液视为三维网格模型,在不考虑温度和离子大小(阴、阳离子视为有大小相同的理想球体)影响的恒定电场强度下,利用M on te C arlo方法模拟研究了该体系中的溶质离子扩散特性,考察了溶质离子间相互作用及溶液离子浓度对体系离子扩散系数的影响,结果表明:不考虑离子间相互作用时,溶质离子的扩散系数为常数;考虑离子间相互作用时分三种情况,当溶质离子密度小于等于0.2时,离子扩散的均方位移M SD与M on teC arlo步骤(M CS)间成直线关系;随着离子密度增大,在(0.2,0.6]范围内,离子扩散的M SD与M CS间趋于二次函数关系;当离子密度接近1.0时,离子扩散的M SD会趋于恒定.

关键词： monte carlo模拟扩散系数相互作用离子浓度

反应型受阻胺哌啶衍生物（r-HAPD）的光聚合研究及其monte carlo模拟

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反应型受阻胺哌啶衍生物（r-HAPD）的光聚合研究及其Monte Carlo...

作者：张婷汕头大学

学位级别：硕士

本论文系统地考察了r-HAPD的溶液光聚合动力学，研究了单体转化率、动力学随聚合时间变化的规律与特征，并利用GPC技术初步研究了r-HAPD在溶液光聚合中所产生的交联等特殊行为以及r-HAPD聚合物的自然降解情况。本文还使用H-NMR等现代表... 详细信息

本论文系统地考察了r-HAPD的溶液光聚合动力学，研究了单体转化率、动力学随聚合时间变化的规律与特征，并利用GPC技术初步研究了r-HAPD在溶液光聚合中所产生的交联等特殊行为以及r-HAPD聚合物的自然降解情况。本文还使用H-NMR等现代表征技术研究了r-HAPD与n-BMA和MMA的溶液光共聚合，并利用monte carlo方法模拟了r-HAPD的“活性”／可控光聚合的动力学特征。通过深入系统地研究r-HAPD光聚合的动力学行为及其控制机理，揭示了r-HAPD在光聚合过程中的动力学规律与特征，所得结论对于如何实现丙烯酸酯类单体的自由基“活性”／可控光聚合具有重要的理论价值。其主要工作和结论如下：一．本文通过光溶液法制备了3种r-HAPD单体的均聚物，即4-甲基丙烯酰氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯(MTMP)、4-丙烯酰氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯(ATMP)和4-丙烯酰氧基-1，2，2，6，6-五甲基哌啶醇酯(APMP)。它们的聚合速度都很快，但相对来说，APMP最快，ATMP次之，MTMP最慢。在上述的r-HAPD光聚合体系中，ln([M]／[M])对聚合时间呈直线增长规律，符合氮氧自由基调控的“活性”自由基聚合的动力学推导关系，表现出了一定的“活性”聚合特征。但没得到相关的分子量分布数据，可能是体系中生成了交联的休眠种导致的。二．本文初步研究了APMP均聚物的自然降解情况，发现这种交联的大分子休眠种在降解后会生成线性的低聚物，其数均分子量分布在4000～7700的范围内，且其多分散性指数却始终保持在1.2附近，并随着转化率的增加，其分子量及多分散性系数都呈现下降的

关键词： r-HAPD 光聚合反应动力学 monte carlo模拟

环氧丙烯酸酯涂料体系的光固化动力学研究及活性自由基光聚合的monte carlo模拟

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环氧丙烯酸酯涂料体系的光固化动力学研究及活性自由基光聚合的Mo...

作者：郭旭汕头大学

学位级别：硕士

本文进行了环氧丙烯酸酯涂料体系在自由基、阳离子和自由基／阳离子混杂光引发体系下的光固化动力学研究，并对环氧丙烯酸酯体系进行了光固化动力学和聚合物涂层的原位（in situ）光稳定化研究。此外，以可控／“活性”自由基聚合中的... 详细信息

本文进行了环氧丙烯酸酯涂料体系在自由基、阳离子和自由基／阳离子混杂光引发体系下的光固化动力学研究，并对环氧丙烯酸酯体系进行了光固化动力学和聚合物涂层的原位（in situ）光稳定化研究。此外，以可控／“活性”自由基聚合中的应用研究为理论背景，将monte carlo方法应用于反应型受阻胺哌啶衍生物（r-HAPD）的光聚合动力学的计算机模拟，考察了r-HAPD光聚合的活性动力学特征。主要工作和结论如下： 1．合成了三种r-HAPD，分别是4-甲基丙烯酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯（MTMP）、4-甲基丙烯酰氧基-1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇酯（MPMP）和4-丙烯酰氧基-1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇酯（APMP）;对其结构进行了必要的FTIR等表征。 ***-3作为活性稀释剂可用于环氧丙烯酸酯光聚合体系中，乙烯基醚的用量越大，体系的转化率越低，因此其加入量不宜太高。AE作为活性稀释剂可用于环氧丙烯酸酯光聚合体系中，体系的转化率随着AE用量增加而降低，因此AE加入量也不宜太高。对硫鎓盐引发体系，温度的提高有利于双键转化率的提高。而自由基引发体系则相反。混杂引发体系的光固化速度明显高于单独使用自由基或阳离子引发剂的体系。在混杂引发体系中，自由基引发剂与阳离子引发剂的比例决定了该体系光固化速度的差异。郭旭硕士学位论文:环氧丙烯酸酣光固化涂料的研究及活性自由基光聚合的monte carlo模拟 3.考察了不同稀释剂的抗光氧化能力和三种卜HALS光稳定化效果。AE 的抗光氧化能力要好于DVE一3。r-HAPD（ATMP、APMP和MPMP）光防护效果明显，比Tinuvin260的效果好，符合论文实验设计的技术目的。 4.用Monie carlo方法模拟了反应型受阻胺呱淀衍生物（卜HAPD）的自由基光聚合动力学过程。研究了聚合条件参数的影响，以获得经过优化的各种条件参数，并将经过参数优化后的Monie Carfo模拟结果部分地用实验结果进行了验证。系统地考察了r一TEMPO的生成速率常数、自由基引发剂的均裂速率常数、链聚合速率常数、链终止速率常数、氧气浓度常数和引发剂数量常数对活性自由基光聚合动力学与分子量分布的影响。monte Carfo的模拟结果证明了卜HAPD的光聚合的动力学行为基本上符合可控/’’活性”自由基聚合的动力学特征。

关键词： r-HAPD反应动力学光稳定化活性聚合 monte carlo模拟