Критические явления в низкомолекулярных и полимерных жидкостях: Численное моделирование на основе метода интегральных уравнений

ВЫВОДЫ:

1. Разработана эффективная методика решения интегрального уравнения Орнштейна-Цернике вблизи критической точки. Изучены температурные зависимости изотермической сжимаемости^т и радиуса корреляции флуктуаций плотности системы в критической области. Найденные эффективные критические индексы хорошо согласуются с известными экспериментальными значениями.

2. На основе гибридной вычислительной схемы «МС+РШ^М» разработаны методики вычисления критических параметров молекулярных систем, состоящих из конформационно подвижных молекул. Рассчитаны молекулярно-массовые зависимости критических параметров (плотностей рс и температур Тс) я-алканов с различной длиной цепи. Максимальное отклонение найденных критических температур и плотностей от имеющихся экспериментальных данных не превышает 10%, а средняя относительная ошибка вычислений составляет 3−5%.

3. Изучены процессы структурообразования в системе регулярных муль-тиблочных АВ сополимеров в зависимости от длин блоков, концентрации макромолекул и энергии взаимодействия. Рассчитаны радиальные функции распределения, парциальные структурные факторы и спино-дали. Проанализирована асимптотика корреляционных функций в критической области. Обнаружены три концентрационных области, характеризующиеся различной функциональной зависимостью периода доменной структуры от плотности системы, что является следствием конкуренции между тенденциями к макрои микрофазному разделению. Показано, что в области высоких концентраций период формирующейся доменной структуры сложным образом зависит от строения сополимера, что приводит к изменению характера фазового разделения в системе при изменении длин блоков.

1. Степанов Н. Ф., Ерлыкина М. Е., Филипов Г. Г. Методы линейной алгебры в физической химии. М.: Изд-во МГУ. 1976. 360с.

2. Викторов М. М. Методы вычисления физико-химических величин и прикладные расчеты. JL: Химия. 1977. 360с.

3. Яровой С. С. Методы расчета физико-химических свойств углеводородов. М.: Химия, 1978.256с.

4. Рид Р., Прауснщ Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей. JL: Химия. 1982.591с.

5. Гиршфелъдер Дж., Кертисс Ч., Берд Р. Молекулярная теория газов и жидкостей. М.: Изд-во иностр. лит. 1961. 930с.

6. Олдер Б., Хувер У. Численные методы в статистической механике // Физика простых жидкостей / под ред. Г. Темперли и др. М.: Мир. 1971. С.81−115.

7. Вуд В. Исследование моделей простых жидкостей методом Монте-Карло // Физика простых жидкостей / под ред Г. Темперли и др. М.: Мир. 1971. С.275−394.

8. Замалин В. М., Норман Г. Э., Филинов B.C. Метод Монте-Карло в статистической термодинамике. М.: Наука. 1977. 228с.

9. Методы Монте-Карло в статистической физике// под ред. К. Бинде-ра. М.: Мир. 1982.400с.

10. Хокни Р., Иствуд Дж. Численное моделирование методом частиц. М.: Мир. 1987.640с.

11. Хеерман Д. В. Методы компьютерного эксперимента в теоретической физике. М.: Наука. 1990. 176с.

12. М. Боголюбов H.H. Проблемы динамической теории в статистической физике. M.-JL: ГИТТЛ. 1946. 114с.

13. Фишер И. 3. Статистическая теория жидкостей. М.: ФМ, 1961. 280с.

14. Крокстон К. Физика жидкого состояния. Статистическое введение.

15. М.:Мир. 1978.400с. 15 .Ротт Л. А. Статистическая теория молекулярных систем. М.: Нау-ка.1979.280с.

16. Наберухин Ю. И. Структура простых жидкостей. Новосибсрск: НГУ. 1978.69с.

17. Born М., Green H.S. A general kinetic theory of liguids. Molekular distribution functions//Proc. Roy. Soc. London. 1946. V. A188. № 1012. P.10−18.

18. Kirkwood J.G., Moun E.K., Adler B.J. Radial distribution function and the equation of state of a fluid composed of rigid spherical molecules// J. Chem. Phys. 1950. V.18. № 8. P.1040−1047.

19. Талицких C.K., Халатур П. Г. //Журн. физ. химии. 1992. Т.66. № 1. С. 137.

20. Талицких С. К, Халатур П. Г. //Журн. физ. химии. 1993. Т.67. № 2. С. 412.

21. Талицких С. К., Халатур П. Г. //Расчетные методы исследования в химии. Тверь: Изд. ТвГУ. 1990. С. 110−112.

22. Талицких С. К. Численное моделирование сложных молекулярных систем на основе интегральных уравнений теории жидкости. Диссертация на соискание ученой степени кандидата физ.-мат. наук. Тверь. 1993.

23. Кокачееа В. Г. Расчеты структурных и термодинамических характеристик молекулярных жидкостей методом интегральных RISM-уравнений. Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук. Тверь. 1997.

24. Хилл Т. Статистическая механика. М.: ИЛ, 1960, 486 с.

25. Application of the Monte Carlo method in statistical physics / Ed. K. Binder. Berlin and New York: Springer Verlag, 1984. 311 p.

26. Метод молекулярной динамики в физической химии / Под ред. Ю. К. Товбина. М.: Наука, 1996. 334 с.

27. Скрышевский А. Ф. Структурный анализ жидкостей и аморфных тел. М.: Высшая школа, 1980, 328 с.

28. Зубарев Ю. Н. Неравновесная статистическая термодинамика. М.: Наука, 1971,415 с.

29. Martynov G.A., Sarkisov G.N. II J. Chem. Phys. 1990. Vol.93, № 5. P.3445−3451.

30. Саркисое Г. Н., Мартынов Г. А. II Ж. структурной химии. 1986. Т.27, № 1. С.85−90.31 .Yethiraj А., Schweizer KS. II J. Chem. Phys. 1993. Vol.98, № 22. P. 9080.

31. Singh С., Schweizer KS. II J. Chem. Phys. 1995. Vol.103, № 13. P.5814−5832.

32. Gromov D.G., de Pablo J.J. II J. Chem. Phys. 1995. Vol.103, № 18. P.8247−8256.

33. Chandler D., Pratt L.R. // J. Chem. Phys. 1976. Vol.65, № 8. P.2925−2940.

34. Chandler D., Andersen H. С. //J. Chem. Phys.1972. Vol.57, № 5. P.1930;1937.3 6. Andersen H. C., Chandler D. //J. Chem. Phys.1972. Vol.57, № 5. P.1918;1922.

35. Morita Т., HiroikeK. II Prog. Theor. Phys. 1961. Vol.25, № 4. p.537−578. 38. Baxter R.Y. //J. Chem. Phys.1970. Vol.52, № 9. P.4559−4562.

36. Пингс С. Исследование структуры простых жидкостей методом дифракции рентгеновских лучей // Физика простых жидкостей / Под ред. Г. Темперли и др. М.: Мир. 1973. Т. 2. С.9−66.

37. Naghizadeh Y. /Я. Chem. Phys.1968. Vol.48, № 5. P. 1961;1969.4 .Naghizadeh Y Ailawadi N.K. //J. Chem. Phys.1975. Vol.63, № 2. P.650−656.

38. Naghizadeh Y. Ailawadi N.K. //J. Chem. Phys.1975. Vol.63, № 2. P.657−662.

39. Jonson E., Hazoume R.P. H J. Chem. Phys. 1979. Vol.70, № 4. P. 15 991 601.

40. Progress in liquid physics / Ed. C.A.Croxton. N.Y.: Intersci. Publ., 1978. 592 p.

41. Chapela G.A., Martinez-Casas S.E. II Molec. Phys. 1983. Vol.50, № 1. P.121−137.

42. Khalatur P.G., Zherenkova L.V., Khokhlov A.R. Interaction of colloidal particlec with macromolecules: The RISM integral equation theory //J. Phys. II France. 1997. Vol.7, № 4. P.543−582.

43. Al. Curro J.G., Shcweizer K.S. II J. Chem. Phys. 1987. Vol.87, № 3. P. 18 421 846.

44. Shcweizer K.S., Curro J.G. I/ Phys. Rev. Lett. 1987. Vol.58, № 3. P.246−249.

45. Schweizer K.S., Curro J.G. И Macromolecules. 1988. Vol.21, № Ю. P.3070−3081.

46. Schweizer K.S., Curro J.G. II Adv. Polym. Sci. 1994. Vol.116. P.319−377. 51. Hirata F., Levy R.M. II Chem. Phys. Lett. 1987. Vol.136, №¾. P.267−273.

47. Халатур П. Г., Папулов Ю. Г. «Машинный эксперемент» в конформа-ционном анализе полимеров. Калинин: КГУ, 1982, 86с.5Ъ.Папулов Ю. Г., Халатур П. Г. Конформационные расчеты. Калинин: КГУ, 1980, 88с.

48. Дашевский В. Г. Конформационный анализ органических молекул. М.: Химия, 1982,272 с. 55 .Scherer J.R., Snyder R. G .//J. Chem. Phys., 1980, Y.72, № 11,P.5798.

49. Bigot В., Jorgenensen W.L. // J. Chem. Phys., 1981, V.75, № 4, P.1944.

50. Ryckaert J.-P., Bellemans A. // J. Chem. Soc. Faraday Discuss., 1978, № 66, P. 95.

51. Rapaport D.C. II J. Chem. Phys., 1979, V.71, № 8, P.3299.

52. Bruns W., BansalR. Il J. Chem. Phys., 1981, V.74, № 3, P.2064.

53. Волъкенштейн M.B. Конфигурационная статистика полимерных цепей. М.- Л.: АН СССР, 1959, 466 с. 61 .Флори П. Статистическая механика цепных молекул. М.: Мир, 1971, 440 с.

54. Халатур П. Г. -ВМС, 1979, Т.21А, № 12, с. 2687.

55. Дашевский В. Г. В кн.: Органическая химия. Итоги науки и техники. М.: ВИНИТИ, 1975, Т.1, с. 5.

56. Marcov Chains and Monte Carlo Calculations in Polymer Science./ Ed. Lowry G.G. N.Y. Marcel Dekker, Inc., 1970, 329 P.

57. Халатур П. Г. //BMC, 1980, T22A, № 5, C.1090.вв.Воробьев Ю. Н., Юрьев Г. С. II Ж. структурной химии. 1975. Т. 16, № 4. С. 550−557.

58. Халатур П. Г., Папулов Ю. Г., Павлов A.C. // Свойства веществ и строение молекул. Калинин: КГУ, 1981. С.3−42.

59. Jonson Е., Hazoume R.P. Application of the RJSM-theory to Lennard-Jones interaction site molecular fluids //J. Chem. Phys. 1979. V.70 № 4. P.1599−1601.

60. Gillan M.J. И Molec. Phys. 1979. Vol.38, № 6. P. 1781−1794.

61. Labik S., Malievsky A., Vonka P. II Molec. Phys. 1985. Vol.56, № 3. P.709−715.ll.Rossky P.J., Dale W.D.T. // J. Chem. Phys. 1980. Vol.73, № 5. P.2457−2464.ll.Deo B.B., Das B.P. Properties of hard disk fluids by Baxter’s method//.

62. Luprowski M., Monson P.A. Phase diagram of interaction site fluids. Dipolar diatoms // Molec. Phys. 1989. V.67. № 1. P.53−66.

63. Caillol J.M., Weis J.J. Integral equation study of parallel hard sphero-cylin-ders//J. Chem. Phys. 1989. V.80. № 12. P.7403−7411.

64. WuR.-S., Lee L.L., Harwell J.H. Solution of RIS model for mixtures of short-chain polygatomic molecules // J. Chem. Phys. 1989. V.91. № 7. P.4254−4264.

65. Кокачееа В. Г., Талицких С. К, Халатур П. Г.//Журн. Физ. Химии. 1994. Т.68, N9.С.1596.

66. Талицких С. К, Халатур П. Г. //. Журн. Физ. Химии. 1995. Т.69, N2, С.282−286.

67. Талицких С. К, Халатур П. Г. // Журн. Физ. Химии. 1995. Т.69, N8. С.287−293.

68. Кокачееа В. Г., Меньшикова Л. В., Талицких С. К., Халатур П. Г. II Журн. Физ. Химии 1995. T.36,N5. С.808−813.

69. Кокачееа В. Г., Талицких С. К, Халатур П. /" .//Журн. Физ. Химии.1996, N.70. N3. С.429−434.

70. Benoit, H.- Hadziioannou, G.//Macromolecules 1988, V.21, P.1449.

71. Matsen M. W., Bates F. S.//Macromolecuies, 1996, V.29,P.1091.

72. David E.F., Schweizer KS. II J. Chem. Phys. 1994. Vol.100, № 10. P.7767−7784.

73. Flory P. Principles of Polymer Chemistry, Cornell University Press, Ithaca, N.Y., 1971.

74. GuenzaM., Schweizer K. SM.Chem. Phys., 1997, V.106, N 17, P.7391.