热处理下聚合物中未占据空间与短程有序的表征

利用对聚乙烯醇的大规模分子动力学模拟，研究了不同热处理条件下未占据空间的分布。由 3600 条链、每条链 300 个单体组成的代表性体积单元在熔融状态下达到平衡，并以不同的冷却速率冷却。提取了单体质量中心的位置，并通过 Voronoi 镶嵌算法进行了一系列空间分析，以估计自由体积或未占据空间的分布。采用了一款开源软件，该软件结合了 Matlab 和 C 编程语言的编译器，以降低与 Voronoi 计算和统计分析相关的计算成本。结果证实，通过退火可以获得低自由体积含量，而通过以高冷却速率淬火样品可以获得高自由体积含量。在退火样品中揭示了链堆积中相当程度的短程有序。