聚乙烯网络和熔体中缠结的微观描述：强、弱、成对和集体属性

我们展示了两个聚乙烯体系的原子分子动力学模拟，其中所有缠结都被捕获：一个完美网络和一个具有接枝链端的熔体。我们在微观层面检验了拓扑约束在何种程度上可以被视为集体缠结效应（如管模型理论中）或特定的成对不可交叉性相互作用（如滑移链接模型中）。一个在这两种极限情况之间变化的成对参数表明，对于所研究的体系，缠结环境的特征更偏向成对而非集体。我们采用了一种新颖的方法，将缠结约束分解为一组成对相互作用，类似于滑移链接。缠结约束由大量链接组装而成，具有从强到弱的约束强度谱。相互作用的强度通过链接的“持久性”来量化，即链接活跃的时间比例。通过根据强度对链接进行加权，我们表明约束主要由强链接施加，而弱的、被捕获的不可交叉性相互作用不能对弹性体的低频模量或熔体的平台模量做出贡献。提出并验证了一种根据给定缠结密度将拓扑约束映射到特定强二元链接的自洽方案。我们的结果表明，滑移链接可以被视为集体缠结环境中最强的成对相互作用。所开发的方法为弥合原子模拟与介观滑移链接模型之间的差距提供了基础。