Computer Simulation Studies of the Conformations of Polymeric Systems Near Surfaces as a Basic Research of the Elastomer

고무의 기초 연구로써 표면에 위치한 고분자 시스템 거동에 관한 수치모사 연구

In this study as a basic research of the elastomer, we show the results of the behavior of the two different chain length polymers in the melt confined between two impenetrable planes. The cubic lattice simulations are conducted in the canonical ensemble with a method that is a combination of reptation and crackshaft bond flip motions. A total of 680 chains which are 544 short chains comprising 10 beads and 136 long chains comprising 160 beads were placed in 20 lattice layers. It was assumed that there is no energetic interactions between covalently connected beads. while all other neighbors will interact with a truncated 6-12 Lennard-Jones potential. From the analysis of the simulation results, it was shown that purely entropic effects caused the shorter chains to partition preferentially to the surface. We also showed that the center of mass density of the shorter chains shows maximum near the surface. This is the opposite phenomena when compared to that of the longer chains. However, the segments of the shorter and the longer chains did not display any significant changes in bond order.

본 연구에서는 elastomer의 기초 연구로써 두개의 침투할 수 없는 평판사이로 국한시킨 용융상태에서 두개의 다른 사슬 길이를 가진 고분자의 거동에 대한 결과를 보여 주었다. 입방 격자시뮬레이션은 reptation과 crankshaft bond flip 이동의 조합에 따른 방법으로 유도되었다. 10개의 구슬로 엮어진 544개의 짧은 사슬과 160개의 구슬로 엮어진 136개의 긴 사슬로 구성된 전체 680개의 사슬은 20개의 격자 충에 투입되었다. 공유결합으로 연결된 구슬사이의 energetic 상호인력은 없고 반면에 모든 다른 이웃들은 truncated 6-12 Lennard-Jones 포텐셜로서 상호작용하고 있다고 가정하였다. 수치모사 결과의 분석으로부터 순수한 entropic 효과로 인하여 짧은 사슬이 우선적으로 표면에 도달하는 것을 보여 주었다 또한 짧은 사슬의 질량밀도중심은 표면근처에서 최고값을 보여주었다. 이것은 긴 사슬의 경우와 상반되는 현상이다. 그러나 짧은 사슬과 긴 사슬의 segment는 결합 정렬에 있어서는 큰 변화를 주지 않았다.