汽油典型烃分子氧化生胶机理的分子模拟

为深入认识汽油在使用过程中氧化生胶的反应机理，选取汽油中相同碳数的典型烃分子作为模型化合物，采用基于密度泛函理论的量子化学从头计算方法，建立了不同结构的汽油分子通过氧化链式自由基反应生成相对分子质量较大、极性较高的沉积物分子的反应网络。通过对比不同反应路径的反应能垒大小，得出容易氧化生胶的汽油烃分子的结构特点以及贡献生成沉积物的关键控速步骤和关键中间体，从而为抑制该氧化生胶过程提出关键措施。结果表明，汽油分子结构中存在双键α位C-H、叔位C-H或苯基α位C-H时，容易引发链式自由基反应，但能否继续向沉积物的反应方向进行取决于相对分子质量增大后的产物中是否仍然存在双键α位C-H、叔位C-H、苯基α位C-H或者C=O这种使得相邻C-H键变弱的吸电子基团。另外，在氧化生胶反应过程中，氢过氧化物（ROOH）和过氧自由基（ROO·）是最关键的2个中间体，抑制氧化生胶反应的关键在于清除它们。     

摩擦改进剂减摩作用的分子模拟研究

采用分子动力学（MD）和基于密度泛函理论（DFT）的量子化学方法，以油酸、油酸酰胺和二十四烷基环己烷为模型化合物，研究了3种分子与Fe〖DK〗(110)表面的物理/化学吸附作用和分子内聚能，分析了温度对吸附膜稳定性的影响。结果表明，油酸和油酸酰胺与Fe〖DK〗(110)表面通过范德华作用发生物理吸附，分子内通过范德华作用、静电作用和氢键作用结合，物理吸附能远大于分子内聚能，使它们能形成稳定的吸附膜。油酸和油酸酰胺的吸附能和内聚能均比环烷烃分子的高，因此在不同温度下能够形成更稳定的吸附膜。同时，酸和酰胺分子中的OC=O通过向Fe〖DK〗(110)表面提供电子发生化学吸附作用，而烃分子不会发生化学吸附，使油酸和油酸酰胺形成的吸附膜更加稳定。温度升高，分子的动能增加，不利于吸附过程的发生，会使吸附膜的稳定性下降，减摩作用减弱；同一温度下，环烷烃的动能比油酸和油酸酰胺的大，这也是油酸和油酸酰胺形成的吸附膜更加稳定的一个原因。     

巨尾桉单板表面粗糙度对其胶合性能影响的研究

用不同目数砂纸砂磨巨尾桉单板表面,获取对应的表面粗糙度,分析表面粗糙度对单板表面润湿性及胶合强度的影响。结果表明,随着表面粗糙度增大,单板表面润湿性提高,胶合强度有上升与下降的变化,但不呈线性关系。处理单板表面有利于胶合干强度的提高,但湿强度有一定的减弱。     

分散剂对润滑油氧化产物聚集影响的分子动力学模拟

采用分子动力学（MD）模拟方法研究了润滑油氧化产生的极性小分子的聚集行为以及分散剂聚异丁烯琥珀酰亚胺对其聚集的影响。研究发现：随着模拟时间的增长，润滑油氧化产物分子通过氢键形成了分子聚集体；在不含分散剂的润滑油中，形成聚集体的分子个数不断增加，润滑油氧化产物分子在晶胞中的分布不断集中；在含有分散剂的润滑油中，润滑油氧化产物分子之间仍可以形成2~3个分子组成的小聚集体，但是没有出现由多个分子形成的大聚集体，润滑油氧化产物分子仍然相对均匀地分散在晶胞中；分散剂通过对润滑油氧化产物分子形成空间阻隔以及与润滑油氧化产物分子之间形成更加稳定的氢键两方面的作用，阻碍其形成大聚集体。     

沥青质聚集体的解聚分离方法综述和探析

沥青质在原油、渣油体系中常以分子聚集体的形式存在，要研究沥青质的分子组成和结构以及含沥青质重油的加工，基础是要实现沥青质分子聚集体的解聚、分离。基于此，针对沥青质分子聚集体中存在的分子间相互作用（力），从良溶剂稀释、消除聚集作用位点、适度热作用、超声波作用及碰撞诱导解离等五个方面阐述了沥青质分子聚集体解离方法及进展，进一步介绍了基于沥青质分子极性、分子尺寸、酸碱性以及反应性等方面开展沥青质分子水平分离的方法及进展。     

沥青质分子聚集体的聚集内因

运用量子力学、分子动力学等方法，研究沥青质分子聚集体形成过程的分子构型变化、能量变化以及电子分布情况。结果表明：沥青质分子形成聚集体过程中形变能很小，沥青质分子发生形变不是沥青质聚集体形成的决定因素，但为沥青质分子聚集进而形成聚集体提供基础，沥青质分子具有很强的本征聚集活性；沥青质分子间相互作用能很大，是沥青质分子聚集体形成的决定因素，其中，属于分子间固有属性的范德华力及泡利排斥作用之和相对较小，与沥青质分子结构特征相关的π π相互作用及氢键作用之和很大，表明由沥青质分子的大芳环体系和多杂原子的结构特征引起的π π相互作用及氢键作用是导致形成沥青质分子聚集体的主要原因；在所研究体系中，金属卟啉分子与含吡啶氮的沥青质分子通过π π相互作用而非轴向配位作用形成聚集体。     

原油乳状液稳定机理的分子模拟研究

沥青质在稳定原油乳状液方面发挥重要的作用，采用分子动力学研究了沥青质分子在甲苯 水界面的吸附聚集行为，用量子化学方法研究了沥青质和水分子间以及沥青质分子之间的相互作用能，探讨了沥青质稳定乳状液的作用机理。结果表明，沥青质分子和水分子间氢键的形成是沥青质能够在油 水界面吸附的主要原因，沥青质分子之间的氢键和π π作用使得沥青质构成超分子结构，此超分子结构将水分子包围在内，阻止了水滴的聚并。此外，模拟研究了一种化学破乳剂的破乳过程，结果发现，破乳剂可以通过沥青质分子的间隙，为后续的破乳过程提供了可能。     

路堤荷载下双向增强复合地基荷载分担比及沉降计算

针对路堤荷载下双向增强复合地基受力变形特性,以单桩有效影响范围内的路堤与复合地基为分析对象,引入大挠度环形薄板考虑加筋垫层的“柔性筏板效应”与“拉膜效应”,同时通过假定桩土相对位移模式,考虑地基成层性,从而建立了路堤、水平加筋体、桩体、桩间土协调变形三维模型,获得了路堤荷载作用下双向增强复合地基的荷载分担比及沉降计算方法。采用某工程试验数据对该计算方法进行验证,同时分析了路堤高度、桩帽宽度、筋材抗拉模量对中性点位置、桩土差异沉降以及复合薄板中面最大拉应力的影响,结果表明该方法所求得的荷载分担比及沉降与实测值较为接近,证明了其合理性。     

水和羧酸钙对润滑油氧化产物聚集影响的分子动力学

采用分子动力学(MD)模拟的方法，研究了不同温度下润滑油氧化产生的极性小分子的聚集行为以及水和羧酸钙分子对其聚集的影响。研究结果表明：润滑油氧化产物分子可以通过氢键产生聚集，形成的氢键聚集体相互作用能为14~58 kJ/mol;随着温度的升高,键能较低的氢键不易形成或容易断裂，因此其聚集程度降低；当体系中含有水或羧酸钙分子时，不同温度下均发生明显的聚集，分别形成了润滑油氧化产物包裹的水分子团聚体或羧酸钙分子的聚集体。润滑油氧化产物与水和羧酸钙分子之间的相互作用能分别为24~60 kJ/mol和66~87 kJ/mol，其比各类润滑油氧化产物分子之间形成的氢键聚集体的相互作用能高，稳定性更好，因此可以在温度较高的条件下形成较稳定的聚集体。