1、智能材料能夠感知外部刺激，并作出準(zhǔn)確判斷，繼而執(zhí)行相應(yīng)響應(yīng)，因此被看作是現(xiàn)代高技術(shù)新材料發(fā)展的重要方向之一。而活性聚合物作為智能材料的重要組成部分，現(xiàn)在也成為科研工作者的研究熱點(diǎn)。從微觀角度了解材料的物理特性和力學(xué)行為，對(duì)活性聚合物的設(shè)計(jì)和應(yīng)用是至關(guān)重要的。近年來(lái)，分子動(dòng)力學(xué)方法成為理論研究和實(shí)驗(yàn)研究的有力補(bǔ)充，也成為在分子尺度上通過(guò)材料內(nèi)部構(gòu)型的演化來(lái)探究材料性質(zhì)和變形機(jī)制的重要工具。本文選擇了兩種目前被廣泛研究的活性聚合物——形狀記

2、憶聚合物和共價(jià)鍵自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)聚合物進(jìn)行研究。這兩種材料雖然在理論和實(shí)驗(yàn)層面都已被廣泛探討，但對(duì)其微觀變形機(jī)理的認(rèn)識(shí)還十分有限。本文利用已經(jīng)發(fā)展成熟的分子動(dòng)力學(xué)方法從分子尺度對(duì)其物理特征和力學(xué)行為進(jìn)行了探究和討論，并與相應(yīng)的理論結(jié)果進(jìn)行了比較。主要研究工作及取得的進(jìn)展如下:
　　1.建立了三種不同環(huán)氧樹(shù)脂/固化劑組分的形狀記憶聚合物試樣，利用分子動(dòng)力學(xué)方法計(jì)算了其力學(xué)性質(zhì)和形狀記憶特性。得到了三種試樣的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和不同溫度下的應(yīng)力

3、應(yīng)變曲線，模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較。另外，通過(guò)模擬熱力學(xué)循環(huán)過(guò)程，三種試樣在低溫和高溫時(shí)分別表現(xiàn)出了很好的形狀固定和形狀回復(fù)效應(yīng)。并且，模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)環(huán)氧樹(shù)脂和固化劑的比例對(duì)形狀回復(fù)時(shí)間有很大影響。
　　2.利用分子動(dòng)力學(xué)方法模擬了共價(jià)鍵自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)聚合物中的鍵交換反應(yīng)。提出了一套模擬鍵交換反應(yīng)算法，并可以應(yīng)用于模擬DGEBA和三羧酸的交聯(lián)過(guò)程。追蹤了活性原子的運(yùn)動(dòng)路徑和在交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中的演化過(guò)程。而且計(jì)算了一些交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)在鍵交換反應(yīng)過(guò)

4、程中的性質(zhì)，例如:相鄰交聯(lián)點(diǎn)間的距離、分子鏈角和彈性模量，給出了體系在演化過(guò)程中結(jié)構(gòu)微觀細(xì)節(jié)的變化。本文模擬得到了體系在鍵交換反應(yīng)過(guò)程中的應(yīng)力釋放特性，結(jié)果表明:一些交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的性質(zhì)，例如相鄰交聯(lián)點(diǎn)間的距離、分子鏈角會(huì)在鍵交換反應(yīng)導(dǎo)致的應(yīng)力釋放過(guò)程中回到變形前的各向同性狀態(tài)。最后，將擴(kuò)散系數(shù)的模擬結(jié)果與理論結(jié)果進(jìn)行了比較，二者具有很好的一致性。
　　3.利用分子動(dòng)力學(xué)方法模擬了鍵交換反應(yīng)導(dǎo)致的共價(jià)鍵自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)聚合物的界面粘合行為。首