مطالعه انرژی انتروپی پلی(اتیلن ترفتالات) به روش شبیه سازی مولکولی

شبیه ­سازی دینامیک مولکولی روش محاسباتی رشدیافته­ای برای درک رفتار سامانه­های پیچیده پلیمری است که در آن می­توان بسیاری از خواص میکروسکوپی و ساختاری پلیمر را که به روش تجربی قابل‌اندازه‌گیری نیست، محاسبه و خواص ماکروسکوپی آن را پیش­بینی نمود. در این پژوهش، انرژی تعادلی یک سامانه پلیمری شامل یک تک زنجیر پلی(اتیلن ترفتالات) با 100 واحد تکرارشونده در محدودۀ دمایی k323-473 بررسی شد. بر اساس روابط ترمودینامیکی، انرژی آزاد را می­توان مجموع انرژی انتالپی و انتروپی دانست. ازاین­رو تغییرات انرژی انتالپی و انتروپی در این بازه دمایی محاسبه شد. بر اساس نتایج شبیه­سازی، انرژی کل سامانه و هریک از بخش­های انتالپی و انتروپی، با افزایش دما افزایش می­یابد. افزایش انرژی انتروپی با دما مرتبط با تغییرات پیکربندی زنجیره­ها است. تغییرات فشار سامانه با افزایش دما نیز بررسی شد. تشابه آهنگ و رفتار تغییرات انرژی انتروپی و فشار نشان­دهنده ارتباط مستقیم نیروی حرارتی با انتروپی است؛ بنابراین می­توان مطالعه نیروی حرارتی پلیمر را روشی دقیق جهت بررسی انتروپی و ریزساختار پلیمر دانست.

a molecular simulation study on poly(ethylene terephthalate) entropic energy

molecular dynamics simulation is a mature method that can be used effectively to comprehend the behavior of complex polymer systems, in which many microscopic structural properties of polymers can be calculated. macroscopic properties can be predicted as well. in this research, equilibrium energy for a polymer system consisting of a single chain of poly(ethylene terephthalate) has been studied in the temperature range of 323-473 k. based on thermodynamics, free energy can be considered as the sum of enthalpy and entropy energy. in the following, the contribution of enthalpy and entropy energy has been determined in this temperature range. on the basis of the results, the whole system s energy and enthalpy and entropy increase with temperature. increased entropy energy is associated with chain conformation. the similarity of the rate and behavior of entropic energy with pressure changes indicates a direct relationship between thermal pressure or thermal force and entropy. therefore, studying polymer thermal force can provide accurate information regarding polymer entropy and microstructure.