Computer simulations of two-dimensional trifunctional bimodal networks

Abstract

ÖZET Bu çalışmada iki boyutlu, üç fonksiyonlu, bimodal Gaussian bir polimer ağının gerilme altındaki ortalama zincir boyutlarının değişimi incelendi. Polimer ağı Monte Carlo tekniği ile üretildi. Üretim esnasında her bir düğüm noktasında ortalama kuvvet dengesi sağlandı ve zincir boyutlarındaki anlık dalgalanmalar göz önüne alınmadı. Ağın içindeki zincirler üç fonksiyonlu düğüm noktalarında bağlanmış lineer yaylar olarak kabul edildi. Simülasyonlar, random bimodal, her düğüm noktasında bir kısa iki uzun düzgün bimodal ve her düğüm noktasında iki kısa bir uzun düzgün bimodal ağlar için yapıldı. Her polimer ağı beş kuşak, karşılık olarak 93 zincirden oluşturuldu. Ortalamalar 25 set üzerinden her bir değişik tip ağ için alındı. Simülasyon sonuçlarından ağ içindeki zincirlerin moleküler deformasyonu, zincir vektörlerinin kısmi dizilimi ve indirgenmiş gerilme değerleri gibi fiziksel özellikleri hesaplandı. Sonuçlar, zamana bağlı ortalamaları alınmış olan iki boyutlu üç fonksiyonlu bimodal polimer ağının zincir vektörlerinin makroskopik gerilme altında aynı değişimi yaptığını ortaya koydu. Simülasyon sonuçlarının teorik bağıntılarla uyumu da gözlendi.

IV ABSTRACT In this study, the transformation of mean chain dimensions in a two-dimensional trifunctional bimodal Gaussian network was investigated under macroscopic strain. The network was generated by using the Monte Carlo technique. During the generations the balance of mean forces at each junction was supplied and instantaneous fluctuations were not considered. The chains in the network were assumed to be linear springs and joined at trifunctional junctions. The computer simulations were carried out for different types of networks which were random bimodal, regular bimodal one short and two long chains at each junction and regular bimodal one long and two short chains at each junction. Each network were given five tiers, which referred to 93 chains. Averages were taken over 25 sets for each different kind of network. From the outputs of the computer simulations, physical properties such as the molecular deformation of network chains, the segmental orientation of the chain vectors and the reduced stress under macroscopic strain, were calculated. Results showed that the dimensions of the time-average chain vectors of the two-dimensional trifunctional bimodal network transforms affinely with macroscopic deformation. The agreement of the simulation results with the theoretical relationships was also observed.