Dynamics of free chains in polymer nanocomposites

ナノ粒子を充填したポリマー中の絡み合ったポリマー鎖のダイナミクスを、モデル系の分子動力学シミュレーションにより研究した。 主な目的は、充填材と直接接触していないポリマーのレプテーションが、ニート材料に対してどの程度修正されるかを研究することである。 この目的のために、2つの系を検討しました。 フィラー-ポリマー親和性が制御された通常の充填材と，シミュレーションの製造段階の最初にフィラーと接触しているビーズがフィラー表面に固定されているシステムである． この2番目の系は、ポリマーとフィラーの付着時間が長い限界ケースを表しています。 この場合、溶融物の自由鎖に注意が向けられる。 この2つのモデルにおけるダイナミクスは異なっています。 充填系では、すべてのラウスモードで均一な減速が観察される。 この効果はフィラー-ポリマー親和性によって単調に変化する。 飽和までは、この挙動は親和力に依存する有効な摩擦係数を持つ通常のモデルによって捕らえることができる。 グラフト鎖を用いた系では、最長モードが著しく遅くなることを除けば、自由鎖のラウスダイナミクスは非純粋な材料におけるものと同じである。 さらに興味深いことに、自由鎖はフィラーと直接接触していないが、自由鎖のダイナミクスはポリマーとフィラーの親和性に非単調に依存している。 この効果は、親和力の変更にともなう多分散ブラシの構造のわずかな変化に起因している。 具体的には，ブラシの密度や，遊離鎖とグラフト鎖の相互侵入量が，フィラー-ポリマー親和性に依存することがわかった。 この挙動を捉えるために、チューブ径を変更したレプテーションモデルの使用について議論した

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