Dinâmica de cadeias livres em nanocompósitos de polímeros

A dinâmica de cadeias poliméricas enredadas em um polímero preenchido com nanopartículas é estudada por meio de simulações de dinâmica molecular de um sistema modelo. O objetivo principal é estudar até que ponto a reputação de polímeros que não estão em contato direto com fillers é modificada em relação ao material puro. Para este fim, dois sistemas são considerados: Um material preenchido regularmente, no qual a afinidade entre o polímero e a carga é controlada, e um sistema no qual os grânulos em contato com a carga no início da fase de produção da simulação são amarrados à superfície da carga. Este segundo sistema representa o caso limite do tempo de fixação do polímero no enchimento. Neste caso, a atenção está voltada para as cadeias livres do derretimento. A dinâmica nos dois modelos é diferente. No sistema de enchimento é observada uma desaceleração uniforme para todos os modos de Rouse. O efeito varia monotonicamente com a afinidade entre o enchimento e o polímero. Até à saturação, este comportamento pode ser capturado por modelos habituais com um coeficiente de atrito eficaz, dependente da afinidade. No sistema com cadeias enxertadas, a dinâmica do Rato em cadeia livre é idêntica à do material puro, exceto para os modos mais longos, que são significativamente retardados. Mais interessante ainda, a dinâmica das cadeias livres depende de uma forma não monotónica da afinidade polimérica, embora as cadeias livres não entrem em contacto directo com o enchimento. Este efeito deve-se a pequenas mudanças na estrutura da escova polidispersa após a modificação da afinidade. Especificamente, a densidade da escova e a quantidade de interpenetração das cadeias livres e enxertadas dependem da afinidade entre o enchimento e o polímero. O uso de um modelo de reputação com diâmetro de tubo modificado para capturar este comportamento é discutido.