【摘 要】
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水凝胶作为一种新材料在各领域有着越来越广泛的应用.传统人造水凝胶结构不规整,机械性能差,限制了其应用范围.辐射已过氧化的大分子微球,令其作为引发剂和交联剂。与传统水
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水凝胶作为一种新材料在各领域有着越来越广泛的应用.传统人造水凝胶结构不规整,机械性能差,限制了其应用范围.辐射已过氧化的大分子微球,令其作为引发剂和交联剂。与传统水凝胶结合可得到具有高机械强度的大分子微球复合水凝胶(macromoleculemicrosphere composite hydrogels-MMC).其本质是大分子微球复合水凝胶规整的网状结构极大的提高了机械性能. rime-Dependent Ginzburg-Landau(TDGL)方法根据二组分非线性扩散发展方程并应用Flory-Huggins自由能来描述混合聚合物和混合共聚物的分离和演化.本文利用TDGL方程,模拟大分子微球复合水凝胶的相变过程.第一章介绍了背景知识,其中包括大分子微球复合水凝胶的形成过程以及TDGI方程的形式等.第二章首先利用Boltzmann熵定理推导出经典的Flory-Huggins自由能形式.而后根据大分子微球复合水凝胶的规则结构推导出的网状结构自由能代入TDGL方程得到MMC-TDGL方程.第三章利用谱方法对MMC-TDGL方程进行数值实验。其结果与化学实验结果一致,显示出规则的网状结构.根据不同温度下的数值结果得出随反应温度升高,系统显示出间断稳定的现象,很好解释了化学实验结果. 本文的创新点在于突破了Flory-Huggins自由能平均场理论的限制,从自由能的根本-熵定义出发,给出网状结构自由能表达形式,建立适用于大分子微球复合水凝胶的TDGL方程-MMC-TDGL方程.MMC-TDGL方程的建立及求解对网状结构水凝胶的制备有巨大的指导意义.
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