شبیه سازی دینامیک مولکولی اثر آب روی ساختار و دینامیک پلی اتیلن ترفتالات

پلی اتیلن ترفتالات (pet) مهم ترین پلی استر است. این پلی مر به خاطر خواص مقاومتی بالا در مقایسه با دیگر پلی مرها (از قبیل پلی الفین ها، پلی کربنات ها، پلی استایرین ها و...) مورد توجه زیادی قرار گرفته است. پلی اتیلن ترفتالات در صنعت به دلیل کاربرد هایی از قبیل ساخت بطری های مورد استفاده در پر کردن نوشیدنی ها، بسته بندی غذا، فیبر ها، فیلم ها و ساخت بازو های برف پاکن شیشه جلو اتومبیل، سیستم های ترمز، قالب سیم پیچ، پریز، دسته های ظروف و اجاق، جداره اتو و... حائز اهمیت است. در حقیقت در بین تمام پلاستیک های موجود، بطری های از جنس پلی اتیلن ترفتالات از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند. همچنین به دلیل ساختار شیمایی پیچیده ی پلی اتیلن ترفتالات است که استفاده از روش های پیشرفته مونت کارلو را غیر ممکن ساخته است و از طرفی پلیمر های شیشه ای زمان آسایش طولانی دارند که این نیز باعث مشکل شدن مطالعات مربوط به شبیه سازی دینامیک مولکولی این نوع پلیمر می گردد. هدف ما از این کار، شبیه سازی دینامیک مولکولی و اثر آب روی ساختار و دینامیک پلی اتیلن ترفتالات با بسته شبی سازی yasp در مجموعه npt می باشد. در این کار ما از میدان نیرویی که توسط اسلامی و مولر پلاته گزارش شده است، استفاده کرده ایم. شبیه سازی دینامیک مولکولی را برای یک زنجیر طویل که شامل 120 واحد تکراری با درصد های وزنی متفاوت آب (5/0% و 1% و %5/1 )، در گستره دماییk 280 تا k600 انجام داده ایم. برای نشاندن آب در جعبه ی شبیه سازی از روش شبیه سازی در مجموعه کانونیکال بزرگ توسعه یافته استفاده کرده ایم. بعد از حصول تعادل در طول زمان بلند، اثر آب را بر روی ساختار و دینامیک پلی اتیلن ترفتالات خشک و مرطوب با درصد های وزنی متفاوت آب محاسبه کرده ایم. با محاسبه ی خواص ساختاری، تعداد همسایگی را برای گروه های کربونیل پلی اتیلن ترفتالات خشک و مرطوب با درصد های وزنی متفاوت آب به دست آورده ایم. نتایج حاکی از آن است که با اضافه کردن مولکول آب به پلیمر احتمال حضور آب در همسایگی گروه کربونیل پلیمر کمتر می شود. به علاوه افزایش مولکول های آب در شبکه پلیمر باعث تشکیل کلاستر با سایز بزرگ در مولکول آب می شود. از طرفی دیگر ما دینامیک زنجیر را برای پلی اتیلن ترفتالات خشک و پلی اتیلن ترفتالات مرطوب با درصد های وزنی متفاوت آب برای گروه های کربونیل و گروه های فنیلن پلیمر مورد بررسی قرار داده ایم. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که با افزایش مولکول آب در پلیمر تحرک پلیمر افزایش می یابد. همچنین نتایج به دست آمده از وابستگی دمایی حاکی از آن است که با افزایش دما، تحرک پلیمرافزایش می یابد و سریعتر غیر همبسته می شود و به تعادل می رسد. از دیگر مطالعات انجام شده، محاسبه ی حرکت انتقالی محلی است. با اندازه گیری میانگین مجذور جابجایی می توان تحرک اتم ها را بررسی کرد. در این کار ما میانگین مجذور جابجایی برای اتم های کربن تمام گروه های فنیلن در زنجیر پلیمر، اتم های کربن گروه های فنیلن انتهایی و اتم های کربن گروه های فنیلن یکی مانده به آخر را برای پلی اتیلن ترفتالات خشک و مرطوب با درصد های وزنی متفاوت به دست آورده ایم. نتایج حاکی از آن است که با افزایش درصد وزنی آب تحرک پلیمر افزایش می یابد. همچنین گروه های فنیلن انتهایی داری تحرک بیشتری نسبت به تمام گروه های فنیلن در زنجیر پلیمری می باشد. همچنین مقایسه بین گروه های فنیلن انتهایی و گروه های فنیلن یکی مانده به آخر نشان می دهد که با افزایش فاصله نسبت به انتهای زنجیر، تحرک پلیمر کاهش می یابد.