多链弹性体和丝带的弹性性能

单链弹性是聚合物物理学中的重要议题，因为它支撑着聚合物体系许多独特特性。最近人们对表征链状分子环的弹性性能（即catenanes）产生了兴趣。目前大多数研究集中于 polycatenane 和 catenane 二聚体的力伸长行为。本研究采用蒙特卡罗计算机模拟，探讨一系列catenane链的弹性性能。除了polycatenane外，我们还考察了由两个或三个polycatenane链通过可变数量的侧链环连接而成的catenane丝带的性能。首先我们表征了自由polycatenane链和catenane丝带的行为，然后考察了它们对施加于链端环的拉伸力和扭矩的机械响应。我们发现，由拉伸力引起的拉伸被增加的扭矩所抵消，后者倾向于扭转链条，从而减少延伸长度。在低扭矩下，链端环的扭转角与扭矩呈线性关系，与链条抗扭转特性相关的扭转弹簧常数随拉伸力而增大。相对于polycatenane，丝带在小力时更为拉伸，在大力时更不易拉伸。此外，增加丝带宽度会显著增大链条的扭转刚度。最后，降低丝带侧链链接程度会在中等力下略微减小延伸长度，并在扭矩足够大时增加链条的扭转刚度。