分散度对聚合物熔体动态性质的影响：粗粒化分子动力学模拟的见解

聚合物具有链长分布，其特征可用分散度 $D$ 描述。聚合物的宏观性质受熔体中链迁移率的影响，调控 $D$ 可显著影响这些性质。在本工作中，我们通过粗粒化分子动力学模拟，详细研究了具有 Schulz-Zimm 分子量分布（分散度最高至 2）的完全柔性链的静态和动态行为。静态分析表明，平均分子量的测试链的全局构象保持理想状态。在小尺度上，随着 $D$ 的增加，我们观察到结构因子图显示的系统性偏差，表明由于分散熔体中长链的贡献，链的刚性增加。我们发现缠结时间随分散度增加而减少，但这仅在高 $D$ 和高分子量体系中观察到；对于低分子量和低 $D$ 的体系，缠结时间没有变化。由于不同动态机制的相互作用，缠结链的迁移率显著增强，导致随着分散度的增加，蛇行运动加速。短链为长链提供约束释放，导致动力学加速和去缠结提前发生。我们通过熔体中缠结探针链的相干动态结构因子捕捉了这种松弛机制，这对应于管约束的减弱。这些发现为高度分散聚合物熔体的动态异质性提供了深入见解。