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kehan_1230

铜虫 (小有名气)

[交流] 【求助】关于高分子链的Rouse模型和Reptation模型 已有3人参与

高分子链的Rouse模型和Reptation模型的定义分别是什么?
它们之间的区别是什么?
各有什么优缺点?
各自与链长度的标度关系如何?

这段时间遇到这个高分子物理方面比较基本的问题,来自工科院校所以不能很好的回答上述问题。
在网上找了些资料,基本上都是英文的资料,唯恐理解不正确,只能当作初步了解,但无法抓住本质。
坛子里的各位达人帮帮忙,能否回答上述问题或者推荐些相关的资料,谢谢。。。
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mgtswtzc

金虫 (小有名气)


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1.Rouse模型也称为bead-spring model,其认为高分子之间的链接由步长固定的bond变成了可涨落的spring,monomer则被简化为bead,而在模型中紧紧考虑monomer跟solvent之间的摩擦,忽略了hydrodynamic interaction
Reptation模型也被称为爬行模型,认为在缠结状态下,分子链的运动只能沿其轮廓方向(contour direction)运动,而在垂直于轮廓方向的运动被限制,类似于草丛中的蛇的爬行,因此也称之为蛇形模型或爬行模型
2.二者描述的体系不同,rouse model描述的是非缠结的动力学,而Reptation model描写的是缠结动力学,其分水岭在于缠结
3.rouse model完全忽略了流体力学相互作用,这在低分子量浓溶液或本体之下是成立的,但在描述稀溶液时不成立,因为此时流体力学相互作用不能忽略,事实上是一种平均场的思想,而Reptation模型可以用于解释高分子量的缠结体系动力学,能够解释一些实验上的观测到的现象,但是其忽略了tube fluctuation以及chain leakage等效应,导致理论预测结果并不与实验上的完全一致
4很多量都与链长存在标度关系,诸如粘度,松弛时间,扩散系数等,例如对于rouse model,其粘度正比于N的一次方,但Reptation模型得到的粘度正比于N的立方
2楼2010-07-12 23:57:34
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kehan_1230

铜虫 (小有名气)

非常感谢您的帮助,受益匪浅……
不知道您有没有什么相关的学习资料可以推荐下,我自己找到的都比较乱,匆忙间整不出个头绪……
非常感谢。。。
3楼2010-07-13 10:25:57
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kehan_1230

铜虫 (小有名气)

引用回帖:
Originally posted by mgtswtzc at 2010-07-12 23:57:34:
1.Rouse模型也称为bead-spring model,其认为高分子之间的链接由步长固定的bond变成了可涨落的spring,monomer则被简化为bead,而在模型中紧紧考虑monomer跟solvent之间的摩擦,忽略了hydrodynamic interaction
...

还有请问下,什么是流体力学相互作用和平均场,能否给出个稍微形象的概念?感觉这些东西太难想啦。。。
谢谢。。。
4楼2010-07-13 10:58:18
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kehan_1230

铜虫 (小有名气)

关于Rouse模型有个问题比较晕:
您说“rouse model完全忽略了流体力学相互作用,这在低分子量浓溶液或本体之下是成立的,但在描述稀溶液时不成立,因为此时流体力学相互作用不能忽略”。关于后半句,稀溶液已经不发生缠结,为何Rouse模型无法描述啊?
5楼2010-07-13 11:05:21
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mgtswtzc

金虫 (小有名气)


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1.这方面的书很多,像Rubinstein,Doi&Edwards,de gennes等等都在这方面做过阐述,可以找来系统学习一下
2流体力学相互作用就是考虑了monomer-solvent-monomer之间的相互作用,比如一个bead(effective monomer)在溶剂中运动的时候,会带动附近solvent的运动,而solvent的运动又会带动周围bead的运动,之后这些bead又回过头来反作用于solvent,之后再作用于bead,循环往复,无休无止。其实是一个多体问题,目前数学上还没有办法精确求解,只能用近似的方法,其中之一就是采用平均场的办法,由Zimm最先完成这一工作,把bead连同周围的溶剂一起看成一个实心球,认为这部分溶剂不能穿过,简化了流体力学相互作用
3.非缠结情况下大体上来讲有两个模型可以描述,rouse model&zimm model,前者处理熔体或浓溶液,因为此时在monomer density很大,相当于在bead之间有了许多其他的bead,这样,溶剂对两个bead的相互作用就能很有效的被中间这些bead给屏蔽掉,因此,rouse model succeed for melt or concentrated solution,可是在稀溶液中,monomer density很低,相当于两个bead之间没有其他的bead,而只有solvent,因此,这时候流体力学相互作用无法被屏蔽,rouse model不适用,只能用zimm model去描述
6楼2010-07-13 11:39:28
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kehan_1230

铜虫 (小有名气)

引用回帖:
Originally posted by mgtswtzc at 2010-07-13 11:39:28:
1.这方面的书很多,像Rubinstein,Doi&Edwards,de gennes等等都在这方面做过阐述,可以找来系统学习一下
2流体力学相互作用就是考虑了monomer-solvent-monomer之间的相互作用,比如一个bead(effective mon ...

非常感谢~
7楼2010-07-13 12:21:21
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chase803

木虫 (正式写手)


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推荐厉航泉教授翻译的 rubinstein 的高分子物理
8楼2010-07-13 14:26:08
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