2。3。3  平衡判定 10

2。3。4  低压动力学模拟细节 10

2。3。5  顺丁橡胶模型的获取 11

3  顺丁橡胶单链性能的分子动力学模拟 12

3。1  模拟细节 12

3。2  平衡判定 12

3。3 结果与讨论 14

3。3。1 顺丁橡胶单链均方末端距分析 14

3。3。2 顺丁橡胶单链回旋半径分析 15

3。3。3 顺丁橡胶单链的能量分析 15

3。4  本章小结 19

4  顺丁橡胶凝聚态的分子动力学模拟 20

4。1  模拟细节 20

4。2  平衡判定 20

4。3  结果与讨论 21

4。3。1  顺丁橡胶的玻璃化转变温度 21

4。3。2  顺丁橡胶的力学性能 22

4。4  本章小结 24

结  论 25

致  谢 26

参 考 文 献 27

1  绪论

1。1  研究背景及意义

弹性体材料是工业生产中必不可少的一类材料[1]，具有许多特殊性能，比如，大形变下的高弹性、硬度范围广、机械强度高等，尤其是在吸收大振幅振动、低能长波振动等方面有着独到的优势[2]，这些优异的特性使其在国防工业与材料阻尼方向有着广泛的应用。近几年，弹性体的基础性研究和其在科学技术中的应用越来越受到人们的重视。顺丁橡胶作为一种常见的弹性体材料，不仅原料资源丰富、价格低廉，且具有高弹性、良好的耐磨性和耐热性、耐屈挠性等特点，因此在国民生产与生活中有着广泛的应用，由其特别适用于制造轮胎[3]。

在过去的几十年中，由于计算机技术的快速发展，分子模拟被广泛应用于凝聚相材料特性的研究。分子模拟不仅是有效的筛选工具，而且它能提供一些实验不能获得的信息。与实验相比，它是一种更为直观的研究方法[4]。本文主要通过分子动力学方法模拟（MD）计算顺丁橡胶单链及凝聚态体系，以获得原子水平上粒子运动的平衡轨迹，从而探讨了总势能、非键能、健角弯曲能及共价键伸缩振动能各自的变化规律以及回旋半径和均方末端距的变化规律。通过对顺丁橡胶单的分子动力学模拟，有助于我们更加细致地了解顺丁橡胶单链性质和凝聚态力学性质，从而更好地利用顺丁橡胶的实用价值。

1。2  研究方法简介

随着计算机技术的发展，计算机模拟技术在数学、物理、化学、药物、材料等领域的应用越来越广泛。通过计算机模拟，可以评估模型的正确性、给出一些实验上无法或难以测量的量，并将模拟过程和结果用图形形象直观地表达出来，因而十分适用于研究更接近实际的复杂问题。

所谓分子动力学模拟，是指对于原子核和电子所构成的多体系统，每一原子核被看作在全部其它原子核和电子所提供的经验势场作用下按牛顿定律运动，在此前提下，通过使用计算机来模拟原子核的运动过程，以达到研究系统的结构和性质的目的[5]。它是一种基于牛顿力学确定论的热力学计算方法，又被称为“计算机实验”手段，是本世纪以来除理论分析和实验观察之外的第三种科学研究手段[6]。