HTPB/增塑剂共混物的介观动力学模拟

高分子粘接剂与小分子增塑剂癸二酸二辛酯(DOS)的相分离会严重影响端羟基聚丁二烯(HTPB)固体推进剂的使用性能.文中应用分子动力学(MD)和介现动力学(MesoDyn)模拟方法研究了不同增塑剂含量和温度对HTPB/DOS共混物的相容性和介现形貌的影响.结果表明,在室温时当增塑剂DOS的含量为6%时,HIPB和DOS的...     

PET/PLA共混物相容性的分子动力学模拟

采用分子动力学(MD)模拟方法在COMPASS力场下,研究了不同质量比(90/10、70/30、50/50、30/70和10/90)聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)/聚乳酸(PLA)共混物的相容性。研究结果表明,不同比例下共混物的Flory-Huggins相互作用参数(χ)均小于χcritical,可以预测PET与PLA两者具有良好的的相容性。对不同比例的PET/PLA共混物中C-C原子对分子间径向分布函数的分析进一步证明PET/PLA共混物是相容的。通过分析共混物中不同组分羰基上的O和羟基上的H原子对分子间径向分布函数发现,PET和PLA分子链间可以形成C=O…H-O氢键,有利于其共混物形成相容体系。     

PET/PLA共混物中小分子扩散行为的分子动力学模拟

采用分子动力学(MD)模拟方法研究了O2、CO2小分子在不同质量比(90/10、70/30、50/50、30/70和10/90)聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)/聚乳酸(PLA)共混物中的扩散行为,基于Einstein关系式计算了小分子在共混物中的扩散系数。讨论了不同探针半径对自由体积分数(FFV)的影响以及自由体积分数与扩散系数的关系。研究结果表明,探针半径越大,自由体积分数越小;扩散分子的动力学半径越小,在同一比例PET/PLA共混物中的扩散系数越大,与自由体积理论取得统一。当PET/PLA共混物质量比为70/30时共混物的阻隔性能最好。     

PP/PA11共混物微、介观形态的分子模拟

采用分子动力学（MD）和介观动力学（MesoDyn）模拟方法研究了不同质量含量（10/90、30/70、50/50、70/30和90/10）PP/PA11共混物的相容性和介观形态结构。通过对MD模拟得到的Flory-Huggins相互作用参数（χ）和PP-PP、PA11-PA11及PP-PA11分子间C-C原子对径向分布函数的研究表明：当PP与PA含量为90/10时两者具有一定的相容性,而其它比例的相容性则较差。为了进一步研究共混物的介观形态结构,采用MesoDyn模拟方法在介观尺度对共混体系的介观形貌进行了研究,将通过MD模拟计算的分子间相互作用参数和其他结构参数（重复单元个数、聚合度和极限特征比等）转化为MesoDyn模拟的输入参数,实现了微、介观多尺度模拟的连接。     

尼龙6/季铵盐/蒙脱土纳米复合材料的分子动力学模拟

通过分子动力学(MD)模拟方法对十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和十八烷基三甲基氯化铵(OTAC)改性蒙脱土(MMT)的尼龙6(PA6)/季铵盐/MMT纳米复合材料共混体系的微观分子结构进行了研究。结果表明,MD模拟平衡后季铵盐分子平铺在MMT上,几乎覆盖了MMT的整个表面,PA6塌缩在季铵盐分子上,没有直接与MMT表面相接触;季铵盐与MMT之间存在强烈的相互作用,季铵盐中的非极性长链烷基通过范德华力与高分子链发生作用,烷基链数越少作用越强;季铵盐中的极性基团(卤素取代基)通过静电力与MMT相作用,取代基电负性越大,作用越强;烷基链数越多,高分子链越容易插入MMT片层中;10 nm~25 nm为季铵盐和PA6相互作用的界面区。     

尼龙6/季铵盐/蒙脱土复合材料介观-宏观模拟

采用耗散粒子动力学(DPD)和有限元分析方法(FEM)对十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和十八烷基三甲基氯化铵(OTAC)改性蒙脱土(MMT)的尼龙6(PA6)/季铵盐(Quat)/MMT纳米复合材料进行了研究。通过将分子动力学(MD)模拟得到的非键相互作用能转化为介观DPD模拟中的各珠子间的相互作用参数,用DPD模拟方法研究了共混物的介观形貌。通过将DPD模拟得到的介观形貌转化为宏观模拟中有限元分析(FEM)的输入结构,采用FEM方法预测了共混物的力学性能。FEM分析结果表明,共混物为各向异性材料,在zz方向的拉伸模量(E)与文献值基本一致,且比垂直于zz方向(xx和yy方向)的低得多。     

PLA/PA11共混物的制备与分子动力学模拟

采用熔融共混法制备了不同比例的(0/100,10/90,30/70,50/50,70/30,90/10,100/0)生物基聚乳酸/尼龙11(PLA/PA11)共混物。通过动态力学性能(DMA)测试、XRD分析、扫描电镜(SEM)形貌观察、力学性能测试、红外光谱(IR)分析和分子动力学(MD)模拟研究了PLA/PA11共混物结构与性能的关系。DMA测试和MD模拟均证明任意比例下PLA与PA11为不相容体系,XRD分析表明当PLA/PA11含量为70/30时,PLA会发生一定程度的结晶,SEM结果显示此时两者会出现明显的界面,力学性能最差,MD模拟的结合能和径向分布函数g(r)表明两者会产生一定的氢键相互作用,但氢键作用较小,不足以改善两者的相容性。     

PP/PA11共混物相容性的介观动力学模拟

采用分子动力学模拟方法研究了聚丙烯（PP）/尼龙11（PA11）共混物的相互作用参数,并将其转化为介观动力学MesoDyn模拟的输入参数。MesoDyn模拟研究了PP和PA11介观相分离行为,得到了共混物的介观形貌与动力学演变过程。结果表明,通过比较混合物的有序度参数的大小可以判断混合物的相容性,当PP/PA11为90...