Abstract
本研究以非平衡態分子動力學模擬具有支鏈結構的短鏈烷類分 子於穩態剪切流場中的流變性質與行為，三種流體系統分別為短鏈聚 丙烯(C24H50)、星狀烷類(C16H34)及星狀與直鏈烷類(C16H34)的混合流 體，三者皆出現非牛頓流體的shear dilatancy 及shear thinning 現象。 比較相同主鏈長度的短鏈聚丙烯與文獻中的直鏈烷類n-hexadecane， 前者鬆弛時間較短且shear thinning 程度較低。兩種分子的鍵角彎曲 勢能於高剪切率區域變化相異：短鏈聚丙烯下降而n-hexadecane 增 加，推論支鏈結構會影響高剪切率下的鍵角分布，此為支鏈與直鏈分 子流變行為差異的主要原因；星狀分子的鍵角彎曲勢能亦為下降趨 勢。由扭轉二面角分布觀察到不同溫度系統中，剪切流場作用對星狀 分子鍵扭轉運動的影響程度不同。針對星狀分子本身的兩種結構，分 支-CH2-(CH2)3-CH3 與中心粒子CH，分析熱力學狀態效應下的結構平 均勢能，發現溫度為影響分支結構鍵結勢能的主因；而溫度、壓力與 密度皆會影響中心粒子的鍵拉伸與鍵角彎曲勢能，但中心粒子的鍵扭 轉勢能只受溫度影響。由星狀分子兩種結構的扭轉二面角分布，分析 剪切流場中分子鏈的柔軟度。另外於星狀與直鏈烷類的混合系統中， 發現不同組成比例的流體黏度反轉現象。