- Главная
- Журналы
- Актуальные статьи
- 2016
Стрельников И. А., Зубова Е. А., Мазо М. А., Маневич Л. И. Крупнозернистый полиэтилен: учет перекрестных членов в валентных взаимодействиях и введение анизотропии в модели орторомбического кристалла
Журнал: Высокомолекулярные соединения (серия А) Номер: 2 Год: 2017
В предыдущей работе (Е. А. Зубова, И. А. Стрельников, Н. К. Балабаев, А. В. Савин,
М. А. Мазо, Л. И. Маневич “Крупнозернистый полиэтилен: простейшая модель орторомбического кристалла” // Высокомолек. соед. А. 2017. Т. 59. № 1) была рассмотрена простейшая крупнозернистая модель полиэтилена и парафинов из “объединенных атомов”, в которой группа CH2 заменяется одним зерном. В этой модели невалентные взаимодействия описываются потенциалом Леннард-Джонса (6-12), а в потенциале валентных взаимодействий учитываются связи между зернами, “валентные” и “торсионные” углы, но не перекрестные члены между ними. Была определена область геометрических параметров модели, в которой при низкой температуре устойчивы все три известные кристаллические фазы полиэтилена. Силовое поле модели было параметризовано по динамическим характеристикам системы:спектру неупругого нейтронного рассеяния в орторомбической фазе полиэтилена. Однако эта простейшая модель дает почти в два раза заниженное значение модуля упругости кристалла вдоль цепей, а также заметное отклонение от экспериментальных данных установочного угла молекул. Кроме того, акустические дисперсионные кривые для мод с направлением волнового вектора вдоль оси цепей отличаются от эксперимента в области низких частот.
В настоящей работе в модель включены перекрестные валентные взаимодействия, что дало возможность воспроизвести экспериментальный модуль упругости вдоль цепей кристалла и уменьшить до адекватных величин диапазон частот оптической скелетной дисперсионной кривой. Для зерен были разделены валентный и невалентный центры взаимодействий, что позволило воспроизвести оптическую скелетную кривую, а также привести анизотропию межцепных взаимодействий в соответствие с экспериментом. В то же время модель не воспроизводит баланс взаимодействий соседних цепей в кристалле. Для этого, по-видимому, требуется изменение формы потенциальной энергии ван-дер-ваальсовых взаимодействий.
