Статья «КРУПНОЗЕРНИСТЫЙ ПОЛИЭТИЛЕН: УЧЕТ ПЕРЕКРЕСТНЫХ ЧЛЕНОВ В ВАЛЕНТНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯХ И ВВЕДЕНИЕ АНИЗОТРОПИИ В МОДЕЛИ ОРТОРОМБИЧЕСКОГО КРИСТАЛЛА, "Высокомолекулярные соединения. Серия А"»

В предыдущей работе (Е.А. Зубова, И.А. Стрельников, Н.К. Балабаев, А.В. Савин, М.А. Мазо, Л.И. Маневич “Крупнозернистый полиэтилен: простейшая модель орторомбического кристалла” // Высокомолек. соед. А. 2017. Т. 59. № 1) была рассмотрена простейшая крупнозернистая модель полиэтилена и парафинов из “объединенных атомов”, в которой группа CH заменяется одним зерном. В этой модели невалентные взаимодействия описываются потенциалом Леннард–Джонса (6–12), а в потенциале валентных взаимодействий учитываются связи между зернами, “валентные” и “торсионные” углы, но не перекрестные члены между ними. Была определена область геометрических параметров модели, в которой при низкой температуре устойчивы все три известные кристаллические фазы полиэтилена. Силовое поле модели было параметризовано по динамическим характеристикам системы: спектру неупругого нейтронного рассеяния в орторомбической фазе полиэтилена. Однако эта простейшая модель дает почти в два раза заниженное значение модуля упругости кристалла вдоль цепей, а также заметное отклонение от экспериментальных данных установочного угла молекул. Кроме того, акустические дисперсионные кривые для мод с направлением волнового вектора вдоль оси цепей отличаются от эксперимента в области низких частот. В настоящей работе в модель включены перекрестные валентные взаимодействия, что дало возможность воспроизвести экспериментальный модуль упругости вдоль цепей кристалла и уменьшить до адекватных величин диапазон частот оптической скелетной дисперсионной кривой. Для зерен были разделены валентный и невалентный центры взаимодействий, что позволило воспроизвести оптическую скелетную кривую, а также привести анизотропию межцепных взаимодействий в соответствие с экспериментом. В то же время модель не воспроизводит баланс взаимодействий соседних цепей в кристалле. Для этого, по-видимому, требуется изменение формы потенциальной энергии ван-дер-ваальсовых взаимодействий.