以分子動力學研究稀薄水溶液系統中聚甲基丙烯酸之構形演變

Conformational Behavior of Poly(methacrylic acid) (PMAA) in Dilute Aqueous Solutions：A Molecular Dynamics Study

鄭維仁(Wei-Zen Cheng)

指導教授 ： 黃慶怡

國立臺灣大學/工學院/高分子科學與工程學研究所/碩士(2006年)

https://doi.org/10.6342/NTU.2006.00812

摘要

藉由全原子模型的分子動力學模擬，我們研究一稀薄水溶液中PMAA(poly (methacrylic acid))聚電解質在不同帶電荷密度及離子價數下的構形演變。模擬中實際加入了水分子的計算。我們首先透過環動半徑(Rg)計算，發現不添加離子的系統中，PMAA的構形會受到電荷密度及高分子立體組態(tacticity)的影響。此外，藉由逕向分佈函數分析和形貌圖形觀察，我們發現水分子與COO-之間的平衡距離比一般氫鍵小，證明兩者之間存在強大的交互作用力，水分子藉由此作用力會在高分子鏈上產生特殊吸附排列行為，進而對聚電解質局部構形產生很大的穩定作用。當系統中加入金屬離子時，高分子的構形會隨離子價數提升而趨向蜷曲，導因於離子價數提高時，凝聚至高分子鏈上的離子比例會增加，並且產生的架橋效應比例也會提升。我們同樣發現水分子所扮演的重要角色，研究中發現在高價離子系統中，離子的架橋效應可透過水分子居中吸附而達成，此時距離較遠的COO-便可利用此架橋機制相互連結。除此之外，我們針對不同吸附條件下的水分子進行動態行為分析，結果發現當水分子被COO-或離子吸附時，會使水分子整體的擴散變得緩慢，並使氧原子和氫原子的振動頻譜產生改變。

關鍵字

聚甲基丙烯酸 ； 構形 ； 分子動力學

並列摘要

無資料

並列關鍵字

Poly(methacrylic acid) ； conformation ； Molecular Dynamics

參考文獻

12. M. Olvera de la Cruz, L. Belloni, M. Delsanti, J. P. Dalbiez, O. Spalla, and M. Drifford, J. Chem. Phys. 103, 5781 (1995)

49. M. Levitt, M. Hirshberg, R. Sharon, and V. Daggett, Com. Phys. com, 91, 215 (1995)

32. R. G. Winkler, M. O. Steinhauser, and P. Reineker, Phys. Rev. E, 66, 021802 (2002)

40. S.-T. Lin, P. K. Maiti, and W. A. Goddard Ⅲ, J. Phys. Chem. B, 109, 8663 (2005)

1. G. JonesⅡ, and C. Oh, J. Phys. Chem., 98, 2367 (1994)