（1。4）

 项代表势能，表示体系中所有 个粒子的3 个坐标。从方程式（1。4）可见，一旦整个体系的初态和势能面被确定，就可以确定任意时刻的运动轨迹。通过以上公式，我们可以发现，分子动力学的计算过程主要由势能计算过程和动力学积分计算过程组成。势能是影响原子在分子动力学中运动轨迹的关键因素。

1。2。4  分子力场

力场是将分子的势能表示为分子中原子几何坐标的简单函数，分子力场是分子力学的核心。广泛应用的分子力场有数十个，一般将其分为两代力场，其中第一代力场包括：Allinger发明的MM形态力场，适用于MM2， MM3，有机分子，聚合物；Peter Kollman发明的AMBER（Assisted Model Building with Energy Minimization）力场，适用于蛋白质，核酸，多糖等生化分子；Martin Karplus发明的CHARMM（ Chemistry at Harvard Macromolecular Mechanics）力场；Dauber Osguthope发明的CVFF（Consistent Valence Force Field）力场，适用于各种多肽，蛋白质，与大量的有机分子。第二代力场因其参数的不同，包括CFF91、CFF95、PCFF与MMFF93等。COMPASS力场[21]是最近几年来新兴发展起来的分子力场，十分适用于凝聚态的研究工作。本文采用适合本体系的COMPASS力场。论文网

1。2。5  Verlet算法

通常采用“Verlet”算法来求解微分运动方程。将t+Δt和t-Δt时粒子的位置坐标分别用t时刻的位置坐标作泰勒展开，可得到式（1。5）和（1。6），如下：

              （1。5）

              （1。6）

由式（1。8）和式（1。9）可以得到t+Δt时刻粒子的位置为：

                     （1。7）

相应的速度为：

                                         （1。8）

通过上述公式，可以发现只要给定初始时刻原子的状态，就可以通过Verlet算法计算出任意时刻原子的位置信息和速度信息。

1。3  顺丁橡胶

顺丁橡胶是由丁二烯聚合而成的合成橡胶，其发展距今已有百年的时间。顺丁橡胶的发展是伴随着催化剂的发展而发展的，最早使用碱金属引发丁二烯聚合的实验发生在1910年，是由前苏联学者发现的；随后，德国学者使用钠引发丁二烯聚合，得到结构规整性较差且各项性能较差的丁钠橡胶；Ziegler-Natta配位定向聚合理论的提出，对顺丁橡胶的合成与发展产生重大的意义，1956年，美国以AlR3-TiBr4催化体系成功合成了顺丁橡胶[3]，这种顺丁橡胶结构规整性好，且性能较丁钠橡胶也有了很大突破；之后，钴系、镍系及稀土系(钕系)催化剂陆续被发现可以用于合成顺丁橡胶，大大促进了顺丁橡胶的发展。迄今为止，顺丁橡胶的生产能力已经位居合成橡胶第二位，仅低于丁苯橡胶。

顺丁橡胶是不饱和橡胶，分子结构十分规整，顺式结构含量在92%-98%，数均分子量可达（5-65）×104，密度为0。91~0。93 g/cm-3，玻璃化转变温度Tg为-95~-110 °C。其主链上没有取代基，分子链细且长，分子间相互作用力小，分子中有许多碳碳单键[22]，这些碳碳单键可发生内旋转，使得顺丁橡胶的分子链十分柔软，因此，顺丁橡胶具有许多优异的性能。

顺丁橡胶的优异性能包括优异的耐磨性能；较高的回弹性；极小的滞后损失，生热低；较低的玻璃化转变温度（Tg），低温性能好；优异的耐屈挠性等，特别适用于制造汽车轮胎胎面、胎侧和胎体等各种部件，还可以制造缓冲材料及各种胶鞋、胶布、胶带和海绵胶等工业制品[23]。但是其撕裂强度较低，因而不耐撕，抗切割性差；抗湿滑性不好；生胶有冷流现象；加工性能稍差，大大限制其在生产生活中的应用，因此，在作为轮胎使用时，常常与天然橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶或丁腈橡胶并用[24]。目前，我国顺丁橡胶的生产能力远远大于市场的需求，因此，我们务必不断迅速地研发新型品种。 顺丁橡胶单链及凝聚态的分子动力学模拟研究(4):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_84078.html