Μελέτη επιφανειών πολυμερικών τηγμάτων με τη θεωρία του αυτο-συνεπούς πεδίου

Ζηνέλης, Κωνσταντίνος; Zinelis, Konstantinos

dc.contributor.author	Ζηνέλης, Κωνσταντίνος	el
dc.contributor.author	Zinelis, Konstantinos	en
dc.date.accessioned	2017-08-28T11:14:51Z
dc.date.available	2017-08-28T11:14:51Z
dc.date.issued	2017-08-28
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/45435
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.14490
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Πολυμερή	el
dc.subject	Επιφανειακή τάση	el
dc.subject	Αυτο-συνεπές πεδίο	el
dc.subject	Sanchez-Lacombe	en
dc.subject	Gradient theory	en
dc.subject	Surface tension	en
dc.subject	Κατανομή πυκνότητας	el
dc.subject	Ελεύθερη ενέργεια μη δεσμικών αλληλεπιδράσεων	el
dc.subject	Self- consistent field theory	en
dc.subject	Density distribution	el
dc.title	Μελέτη επιφανειών πολυμερικών τηγμάτων με τη θεωρία του αυτο-συνεπούς πεδίου	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Υπολογιστική επιστήμη και τεχική των υλικών	el
heal.classification	Computational meterials science and engineering	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2017-07-06
heal.abstract	Στην παρούσα εργασία εφαρμόστηκε η Θεωρία Αυτο-συνεπούς πεδίου για τη μελέτη λεπτών υμενίων τηγμάτων γραμμικού πολυαιθυλενίου, με τις ελεύθερες επιφάνειές τους εκτεθειμένες σε κενό. Το σύστημα διαφορικών, ολοκληρωτικών και αλγεβρικών εξισώσεων που υλοποιεί τη Θεωρία Αυτο-συνεπούς πεδίου επιλύθηκε με τη μέθοδο των πεπερασμένων διαφορών. Αρχικά επιλέχθηκε και εφαρμόστηκε η προσέγγιση Helfand για την περιγραφή των μη-δεσμικών αλληλεπιδράσεων των πολυμερικών αλυσίδων, με σκοπό τον υπολογισμό θερμοδυναμικών ιδιοτήτων του πολυμερούς, όπως είναι η επιφανειακή τάση. Στη συνέχεια αναπτύχθηκε μια νέα μεθοδολογία, οι οποία είχε ως βάση την Καταστατική εξίσωση των Sanchez-Lacombe, ώστε να προκύψουν ακόμα ακριβέστερα αποτελέσματα για την επιφανειακή τάση. Έπειτα, η νέα αυτή μεθοδολογία ενισχύθηκε με την εφαρμογή της Θεωρίας των Κλίσεων (Gradient Theory), με στόχο την αναλυτικότερο προσδιορισμό της κατανομής της πυκνότητας των πολυμερικών αλυσίδων στη διεπιφανειακή περιοχή και συνεπακόλουθα τον περιορισμό του σφάλματος στον υπολογισμό της επιφανειακής τάσης. Τα αποτελέσματα που εξήχθησαν από τα τρία θεωρητικά μοντέλα που χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα εργασία συγκρίθηκαν με πειραματικά δεδομένα και αποτελέσματα από λεπτομερείς μοριακές προσομοιώσεις, προερχόμενα από τη βιβλιογραφία, ώστε να εξετασθεί η ορθότητα τους και έτσι να προσδιορισθεί ποιo από αυτά είναι το καταλληλότερο μοντέλο για την επίλυση του συγκεκριμένου προβλήματος. Τέλος, εξετάσθηκε η εξάρτηση της επιφανειακής τάσης από τη θερμοκρασία και το Μοριακό Βάρος των αλυσίδων του πολυμερικού τήγματος.	el
heal.abstract	In thisDiploma Thesis, polymer Self-consistent Field (SCF) Theory was applied to study thin films of molten polyethylene exposed to vacuum on both sides. The system of differential, integral, and algebraic equations resulting from application of SCF theory was solved with the method of finite differences. Initially the Helfand approximation was chosen and applied for the description of nonbonded interactions among polymer chains, leading to estimates of surface thermodynamic properties, such as the surface tension of the polymer melt. Subsequently, a new methodology was developed based on the Sanchez-Lacombe equation of state, to obtain more accurate results for the surface tension. Next, this methodology was reinforced by application of Gradient Theory, aiming at a more accurate determination of the density profile of the polymer in the interfacial region and a reduced error in the calculation of surface tension. The results obtained from the three theoretical models were compared against experimental data and molecular simulation estimates from the literature in order to validate the calculations and to determine which model provides the best solution for the problem at hand. Finally, the dependence of surface tension on temperature and on the molecular weight of the melt was studied.	en
heal.advisorName	Θεοδώρου, Θεόδωρος	el
heal.committeeMemberName	Παπαδόπουλος, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Γρηγοροπούλου, Ελένη	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Επιστήμης και Τεχνικής των Υλικών (ΙΙΙ). Εργαστήριο Επιστήμης και Τεχνικής των Υλικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	88 σ.
heal.fullTextAvailability	true