结晶聚乙烯的正交晶相：蒙特卡洛研究

在本文中，我们使用显式原子力场，键长和键角不受约束，并采用周期性边界条件，对结晶聚乙烯的正交晶相进行了经典蒙特卡洛模拟。我们使用了一种最近开发的算法，该算法除了标准的 Metropolis 局部移动外，还包括全局移动，包括整个链的质心在三个空间方向上的位移以及链绕平行于晶体学 c 方向的轴的旋转。我们的模拟在 NpT 系综中，在零压力下进行，并覆盖了实验已知正交晶相稳定的整个温度范围 (10 - 450 K)。为了研究这种极度各向异性晶体中的有限尺寸效应，我们使用了不同的系统尺寸和不同的链长，范围从 C_12 到 C_96 链，超胞中的总原子数在 432 到 3456 之间。我们在此展示了结构参数的结果，例如正交晶胞参数 a、b、c 和链的设置角，以及链的内部参数，例如键长和键角。在热力学量中，我们给出了热膨胀系数、弹性常数和比热的结果。我们讨论了所测量量的温度依赖性以及相关的有限尺寸效应。在晶格参数和热膨胀系数的情况下，我们将我们的结果与其他理论方法获得的结果以及一些可用的实验数据进行了比较。我们还提出了一些扩展这项研究的可能方法。