Atomistic analysis of the deformation of amorphous polymers using reactive molecular dynamics simulations

Abstract

Yeniliklere açık polimer temelli malzemelerin gelişimi, moleküler modellemeteknikleriyle büyük oranda arttırılabilir. Bununla birlikte diğer modelleme tekniklerinden,moleküler dinamik simülasyonda bağ oluşumunu tanımlama kapasitesine ve olağanüstüavantajlara sahip yoğun faz malzemelerinde yük transferi olan Reaktif Kuvvet Alanı(Reactive Force Field, ReaxFF), kimyasal davranımları simüle etmek icin kullanılabilir.Bu yüzden Reaktif Kuvvet Alanı potansiyeli kullanılarak yapılan moleküler dinamiksimülasyonlar amorf polietilen polimerin deformasyon mekanizmasını anlamak ve analizetmek için yapılmıstır. Zincir uzunluğu, monomer sayısı, zincir sayısı, sistemin gerilmedeformasyondavranımının sıcaklığa bağlılıgı incelenmiştir.

The development of innovative polymer-based materials can be greatly enhancedby atomistic molecular modelling techniques. The underlying potentials used in thismodelling is crucial to this purpose. Although other modelling techniques can beused to simulate chemical behaviour, the Reactive Force Field(ReaxFF) which hasthe capability of describing bond formation and charge transfer in condensed phasematerials has superior advantages in atomistic molecular dynamics simulation. Hence,Atomistic Molecular dynamics simulations using the ReaxFF potential were conductedin order to understand and analyse the deformation mechanisms of an amorphouspolyethylene polymer. The chain length, number of monomers, number of chains,temperature dependence of the system's stress-strain behaviour was investigated.