Semiempirical atomistic calculations of kink isomers in the isotactic polystyrene chain

Summary

In this paper conformational energy calculations of ideal- and defective structures as well as activation energy calculations have been carried out on sufficiently long isotactic polystyrene chains. The accuracy of the used set of semiempirical potentials, formerly fitted to polyethylene, was shown by calculations on the benzene ideal crystal. Six stable ideal conformations have been found, with tt- and tg- sequences having lowest energies. Starting with these conformations several kink isomers with low defect energies, as well as phenyl-group rotations, have been investigated. The rotational potential of a C-C-bond in the 3/1-helix parallel to the helix axis has been calculated. Using this results, the interpretation fo ultrasonic relaxation in polystyrene solutions byHässler and Bauer could be supported.

Zusammenfassung

In dieser Arbeit wurden Ideal- und Defektstrukturen, sowie Aktivierungsenergien in hinreichend langen isotaktischen Polystyrol-Ketten berechnet. Es konnte die Anwendbarkeit eines für Polyäthylen entwickelten semiempirischen Potentialsatzes durch Berechnung der Gitterkonstanten und Kohäsionsenergie des Benzol-Idealkristalls gezeigt werden. Die Rechnungen ergeben 6 stabile Idealstrukturen. Die niedrigsten Energien haben tt- und tg- Sequenzen.

Ausgehend von diesen Konformationen wurden mehrere Kinkdefekte niedriger Defektenergie, sowie Phenyl-Ring-Drehungen untersucht. Für die 3/1 Helix wurde das Rotationspotential einer achsenparallelen C-C-Bindung berechnet. Damit konnte die vonHäßler undBauer gegebene Deutung der Ultraschallrelaxation in Polystyrol-Lösungen bestätigt werden.