TGDDM/DDS交联环氧树脂的分子动力学模拟

采用分子动力学(MD)模拟方法研究了环氧树脂4,4’-二氨基二苯甲烷四缩水甘油醚(TGDDM)与固化剂4,4’-二氨基二苯砜(DDS)交联过程中结构与能量的变化情况,预测了交联环氧树脂的玻璃化转变温度(Tg)、体积热膨胀系数和力学性能。研究结果表明,交联反应使得TGDDM/DDS体系密度增大,结构堆积更加紧密,范德华力和静电作用力增大,总能量减小,反应过程放热,通过温度-比体积曲线得到了交联体系的Tg约为527.9K,与实验值538.9K较为吻合,交联显著增强了材料的力学性能,而高温环境会引起树脂力学性能的下降,通过径向分布函数g(r)揭示了温度对交联环氧树脂结构的影响规律。     

聚酰胺非晶相弹性性质预测

聚合物基复合材料宏观有效力学性质的确定需要复合材料中各个组分的基本力学性质。采用基于拓扑的关联指数法对11种典型聚酰胺非结晶相的体积模量、泊松比、杨氏模量、剪切模量等弹性性能进行了预测。结果表明,当温度从1K逐步增加到(Tg-20)K时,体积模量、杨氏模量和剪切模量随温度的增加呈指数规律减小;而泊松比则呈线性增加。当温度在玻璃化温度Tg附近(Tg-20)相似文献   

PA6/POE共混物的分子动力学与介观动力学模拟

为了预测聚己内酰胺(PA6)与聚烯烃热塑性弹性体(POE)的相容性及其共混物的玻璃化转变温度(Tg)、力学性能和结合能,采用分子动力学(MD)和介观动力学(MesoDyn)模拟方法对PA6/POE共混物进行了研究。结果表明:通过温度-比容曲线可以得到PA6/POE共混体系的Tg分别对应于PA6与POE的Tg,PA6/POE为不相容体系;Meso-Dyn模拟了共混物的介观形貌与动力学演变过程,通过比较混合物的有序度参数的大小判断混合物为不相容体系。本模拟方法可以作为预测聚合物共混物性能的有利工具,也可以为高聚物配方设计提供理论指导。     

PA封端对ODPA/ODA聚酰亚胺薄膜热稳定性的影响

制备了经邻苯二甲酸酐(PA)封端的理论数均分子量为10000和30000的聚酰亚胺(PI)薄膜,通过差示扫描热分析(DSC)测定薄膜高温热处理前后玻璃化温度的变化,研究了PA封端对ODPA/ODA聚酰亚胺薄膜热稳定性能的影响.结果表明,封端可有效阻止分子链的无序增长,使聚酰胺酸(PAA)分子量分布变窄;且可明显减少分子链在高温下的反应,表现为热处理前后封端薄膜Tg变化明显小于未封端的薄膜.随着高温热处理时间的延长,短链薄膜Tg增长趋势减缓,长链薄膜的Tg变化直线上升.从高温再聚合、交联反应和端基活动性出发,解释了Tg升高和PA封端有利于提高PI薄膜热稳定性的原因.     

抗紫外PVDF基木塑复合材料的热分析

用三氟丙基三甲氧基硅烷(TF3)、十七氟癸基三甲氧基硅烷(TF17)对木粉表面进行改性处理,将改性木粉与聚偏氟乙烯(PVDF)熔融共混制备木塑复合材料(WPC),考察氟硅烷偶联剂处理用量对紫外线辐照后WPC抗弯强度及冲击性能的影响,分析WPC经紫外线辐照后玻璃化转变温度(Tg)、储能模量(E')、损耗因子(tanδ)、熔点(TM)和结晶度(Xc)的变化情况。结果表明,1.0wt%TF3改性木粉提高了WPC的力学性能,维持WPC经紫外线辐照后恒定的力学性能;TF17不能有效改善木粉与PVDF的界面性能及增强WPC的力学性能,但能促进经紫外线辐照后WPC内自由基之间的交联反应。TF3改性WPC经紫外线辐照后的交联反应发生在界面层和连续相,形成了有利于链段运动、支化程度高的分子链结构,Tg降低,损耗峰降低,松弛温度区间变窄。TF17改性WPC经紫外线辐照后的交联反应主要发生在连续相,在低温区间内储能模量增加,Tg提高,损耗峰降低,松弛温度区间变宽。当氟硅烷改性WPC经紫外线辐照后发生交联时,无定形区域周边的分子链重新排列,形成较为有序结晶,结晶熔融热(ΔHf)增加,Xc增大。     

超声法纳米颗粒悬浮液粒径测量中温度影响的实验研究

针对医药、化工领域高浓度纳米悬浮液颗粒粒径超声检测中温度影响,采用超声衰减谱法(UAS)对体积浓度30%的纳米铟锡金属氧化物(ITO)水性悬浮液在循环流速800 r/min,温度298～358 K时颗粒粒径分布进行实验。结果表明:温度升高,超声幅值A减小,超声衰减系数增大,颗粒中位径D50增大,颗粒系分布曲线整体朝大颗粒方向偏移,但是分布宽度保持稳定的趋势。同时,将室温(298K)测量结果与CPS离心沉降颗粒测量仪对比,结果较吻合。通过线性回归的方法修正温度对测量结果的影响,超声衰减法能够应用于358K的高温下高浓度纳米颗粒检测。     

耐热型聚苯乙烯微球的制备

通过苯乙烯和二乙烯基苯(DVB)自由基共聚方法合成了聚苯乙烯(PS)微球,并采用热交联方法对产物进行高温热处理,制备了耐热型聚苯乙烯微球。差示热分析和傅里叶红外光谱分析表明,热处理前DVB的添加量从5.5%增加到15%,其产物的玻璃化转变温度(Tg)基本保持在117℃左右不变;高温热处理使悬挂在聚合物分子链上的乙烯基双键发生自由基聚合交联反应,产物的交联密度提高,Tg明显提高,并且随着DVB添加量的增加Tg不断上升。产物热处理温度越高所需热处理时间越短,但是温度过高或时间过长,分子链会发生热降解副反应,导致Tg下降,较优的热处理条件为195℃时热处理1h。     

水化硅酸钙层间水吸附规律及其对分子结构的影响

水化硅酸钙(C-S-H)是水泥水化产物中的主要组成成分,而层间水对C-S-H的物理化学性能有重要影响。利用分子动力学模拟C-S-H对水分子的吸附,得到280～320 K区间多个温度的C-S-H对水分子的吸附等温线。结果表明,不同温度条件下,C-S-H对水分子的最大吸附量变化不明显,而对水分子的吸附能力随温度升高而降低;提出了温度为280～320 K时,C-S-H对水分子的的吸附式。不同层间水覆盖率的C-S-H晶胞的结构特征表明,随着层间含水量的增大,C-S-H结构分层更加明显。达到不同层间水覆盖率时,吸附水在层间的位置不同导致C-S-H体积增大率不同。吸附水使C-S-H体积增大,密度减小,但C-S-H中原有的原子结构更加紧密。     

过氧化物硫化三元乙丙橡胶的高温硫化过程模拟

通过橡胶加工分析仪探讨了采用2种一级唯象动力学方程模拟过氧化物高温硫化三元乙丙橡胶(EPDM)的可行性。结果表明,该模型与实测曲线之间具有良好的相关性,随着硫化温度的升高,过氧化物硫化EPDM橡胶的交联反应程度和断链反应程度均增大,反应速率加快。当温度低于195℃时,交联反应的活化能与断链反应的活化能基本相等;当高于195℃时,交联反应的活化能降低,而断链反应活化能的大小依赖于温度变化。并且发现高温硫化EPDM硫化胶拉伸储能模量(E’)的频率依赖性明显增强,硫化时间长短也会影响分子链的松弛行为。     

聚甲基丙烯酸酯类运动单元结构与玻璃化转变温度的关系

玻璃化转变温度(Tg)是非晶态高聚物材料的一项很重要的参数。文中采用多元线性回归方法建立了56种聚甲基丙烯酸酯类高聚物Tg的结构-性能定量关系(QSPR)模型。模型所用参数从聚甲基丙烯酸酯类主链包含10个重复单元的运动单元计算得到。模型训练集(包含36种聚甲基丙烯酸酯类高聚物)的相关系数为0.971,标准误差为15.731K;模型测试集(包含20种聚合物)相关系数为0.946,均方根误差(rms)为17.286K;整个数据集(56种聚合物)相对误差为4.065%。结果表明,本文所得模型对聚甲基丙烯酸酯类高聚物Tg有着较强的预测能力。因此从高分子主链段运动单元得到分子参数预测Tg是可行的。     

定向碳纳米管对天然橡胶复合材料性能的影响

将不同体积分数的定向碳纳米管(A-MWNT)通过溶液共混的方法填充到天然橡胶中,经过室温交联硫化,得到A-MWNT填充的天然橡胶复合材料。对比普通非定向碳纳米管(MWNT),观察了A-MWNT在天然橡胶基体中的分散情况,研究了A-MWNT对橡胶复合材料玻璃化转变温度(Tg)、高温交联放热和导热性能的影响,并进行了机理分析。研究表明:A-MWNT在与天然橡胶溶液共混过程中经超声波振荡和搅拌后会被部分打乱。但是在微区单元内是定向的,在整体上呈非定向。随着A-MWNT填充量的增加,Tg逐渐下降后又有回升之势,高温交联固化放热逐渐增大,复合材料的导热率较之同条件下MWNT填充的复合材料的导热率大,且增长速度较快,在填充分数为10%时,导热率跃增到0.735 W/(m·K),增加了222.4%。     

聚苯乙烯基相变微胶囊储热复合材料的制备及性能研究

以苯乙烯、偶氮二异丁腈(AIBN)和硬脂酸丁酯相变微胶囊(MCPCM)为原料,采用本体聚合法制备聚苯乙烯基相变微胶囊(MCPCM/PS)储热复合材料。研究了MCPCM含量对MCPCM/PS复合材料储热性能、传热性能及宏观力学性能的影响。结果表明,MCPCM/PS复合材料具有储热功能,随MCPCM含量增加相变潜热增大,导热系数减小,传热速率变缓,玻璃化转变温度(Tg)降低,断裂强度减小,伸长率增大,当MCPCM为25%(质量分数)时,相变温度为25~28℃,相变潜热为31.8J/g,导热系数为0.0210W/(m·K),Tg=59.13℃。     

超低温环境下箍筋约束混凝土轴心受压性能试验研究

为研究超低温环境下箍筋约束混凝土轴心受压性能,对超低温环境下钢筋混凝土结构,尤其是轴心受压构件的分析和设计工作提供试验依据和数据支持,通过3组体积配箍率不同的钢筋混凝土试件的轴心受压试验,研究混凝土应力-应变曲线、荷载-位移曲线随温度的变化趋势。对温度参数无量纲化处理后,进一步研究配箍特征值对混凝土强度、峰值应变、延性的影响规律,并进行应力-应变曲线拟合。结果表明:温度降低,箍筋约束混凝土的峰值应力、弹性模量提高,峰值应变减小,脆性增大;配箍特征值增大,混凝土强度、峰值应变、延性均增大,弹性模量变化不大;试验所得应力-应变曲线与理论曲线吻合较好。     

退火对LaNi4.25Al0.75合金储氢性能的影响研究

研究了退火热处理对LaNi_(4.25)Al_(0.75)合金吸放氢性能和晶体结构的影响。研究表明,退火处理具有降低合金吸放氢P-C-T曲线平台区斜率的作用。在1273K退火,合金的晶体结构并没有改变,热处理前后都属于六方晶系CaCu_5型,但晶格常数和晶胞体积发生了变化,随着退火温度升高,晶格常数a增大,晶胞体积V增大。退火热处理可显著改善LaNi_(4.25)Al_(0.75)合金吸放氢性能,1273K下12h热处理条件有望成为LaNiAl系列储氢合金工业应用热处理的工艺规范。     

可交联超支化聚醚醚酮的热性能

通过差示扫描量热(DSC)和热重分析(TGA)研究了所合成的氟封端的超支化聚醚醚酮(HPDEEK-F)和苯乙炔封端的聚醚醚酮(HPDEEK-PEP)的热性能。结果表明,HPDEEK-F中甲基在氧气条件下可以交联,但交联程度低,HPDEEK-PEP主要是炔基的交联,自交联程度高,甲基交联被包埋,交联后Tg提高了115℃,与线型聚合物交联后的Tg相比提高得更多。HPDEEK-PEP经310℃热处理1 h后,5%、10%热失重温度分别由热处理前的437℃、480℃变为473℃和503℃,热稳定性增强,同时交联后耐溶剂性增强。     

新型共聚水凝胶P(HEMA-co-NEVER)网络结构参数的研究

采用大分子单体酚醛环氧型乙烯基酯树脂(NEVER)与亲水性单体甲基丙烯酸-β-羟乙酯(HEMA)为原料,以本体聚合方法制备了一系列新型水凝胶.研究了NEVER质量分数、温度对水凝胶溶胀、拉伸性能的影响,并在宏观性能研究的基础上进而对交联网络结构参数进行了研究.NEVER含量的增大加强了水凝胶内部疏水基团间的相互作用,使平衡含水量EWC降低,聚合物体积分数Ф2增大,拉伸强度、杨氏模量、有效交联密度ve以及聚合物-水相互作用参数x也随之增大,网链分子量Mc减小.当温度由273 K升至343 K,水凝胶样品H/N7的EWC值下降,Ф2值和x值增大.     

以生物相容性微球为基质制备的接枝微球CPVA-g-PMAA对肌酐的吸附性能

在生物相容性微球交联聚乙烯醇(CPVA)微球表面实施甲基丙烯酸(MAA)的接枝聚合,制备了高接枝度(30g/100g)的接枝微球CPVA-g-PMAA。研究了接枝微球CPVA-g-PMAA对肌酐分子的吸附性能,分析了吸附机理。结果表明,在较大的pH范围内,CPVA-g-PMAA的Zeta电位为绝对值较大的负值。在强静电相互作用和氢键相互作用的协同下,CPVA-g-PMAA对肌酐分子表现出很强的吸附能力。随介质pH的增高,吸附容量先增大后减小,pH=8.0时,吸附容量最大(40mg/g);温度升高,吸附容量减小;CPVA-g-PMAA的接枝度增大,吸附容量升高。     

环氧功能化非离子型水性聚氨酯与聚丙烯酸酯共混材料的制备与性能

以环氧树脂(E51)和乙氧基封端聚合物二醇(D3403)为原料,制备了环氧功能化非离子型水性聚氨酯(EPU),并与聚丙烯酸酯(PA)制备了EPU/PA共混乳液,研究了EPU/PA共混材料的性能。结果表明,随着共混材料中聚氨酯组分的增加,乳液粒径减小、粒度分布变窄;红外分析显示环氧基在分子链间产生作用,提高了2种聚合物的相容性,结合原子力显微镜分析显示2种聚合物无明显相分离现象,EPU/PA的tanδ-温度曲线上出现的单玻璃化转变温度(Tg)和Davies方程拟合曲线表明2种聚合物的相容性较好;随聚氨酯组分的增加,涂膜的断裂伸长率由135%增大到337%,断裂强度由11.5 MPa增大到34.4 MPa;共混涂膜的热稳定性明显优于EPU。     

多孔苯乙烯-二乙烯基苯共聚物的制备与孔结构

以甲苯和正庚烷为混合致孔剂,悬浮法制备多孔苯乙烯-二乙烯基苯共聚物(St-DVB)。在77K低温下,采用氮气吸附法测定了多孔St-DVB共聚物的氮气吸附-脱附等温线。通过改变交联度和致孔剂组分(甲苯与正庚烷配比),研究了它们对共聚物微观孔结构的影响。结果表明,共聚物的孔体积和平均孔径随甲苯与正庚烷配比的增大而减小,比表面积和微孔体积在甲苯与正庚烷配比为1∶1时最大。交联度对共聚物孔结构的影响显著,比表面积和孔体积随交联度的增大而明显增加,平均孔径随交联度的增大而减小。     

泡沫铝环氧树脂互穿相复合材料压缩力学性能

通过一系列准静态压缩实验研究了纯泡沫铝、 纯环氧树脂及三种不同体积分数的空心玻璃微珠(HGB)泡沫铝-环氧树脂互穿相复合材料(IPC)等五种材料压缩的变形过程和破坏形貌, 分析了其破坏机制, 并对三种IPC进行了应力松弛实验。通过绘制应力-应变曲线, 分析了其变化规律, 得出了有效弹性模量、 屈服极限等力学性能及能量吸收特性。结果表明: 三种IPC的有效弹性模量、 屈服极限及比强度、 比刚度均较纯泡沫铝有较大的提高, 泡沫铝-环氧树脂的单位体积吸能率最大, 且吸能率随空心玻璃微珠体积分数的增加而减小。泡沫铝-环氧树脂IPC有效弹性模量的预测结果与实验值较为符合。应力松弛率随空心玻璃微珠体积分数增加而增大。