白炭黑/炭黑混合填料补强仿生橡胶的性能

白炭黑/炭黑混合填料是近年来发展最快的一种新型橡胶材料补强剂,主要用来改善橡胶材料的动态性能.为了探究混合填料比例和密炼工艺对仿生橡胶动静态力学性能的影响机制,设计了两组实验:(1)固定密炼时间为6 min,采用不同混合比例的白炭黑/炭黑填料填充仿生橡胶,并对其分散、拉伸、疲劳及滚动阻力等性能进行系统研究.结果表明,当白炭黑在填料中的质量分数<50%时,随着白炭黑质量分数的增加,硫化胶拉伸强度显著下降,这是由于混合填料引起的分子链最大交联程度下降所致.进一步增加白炭黑含量,硫化胶的拉伸性能变化不明显,但分散等级由约1级提升至约9级,填料团聚体尺寸的减小使硫化胶的断裂伸长率和伸张疲劳寿命显著提高.(2)在固定混合比(填料中白炭黑的质量分数为75%)条件下,研究了密炼时间对硫化胶动静态力学性能的影响.结果表明,在2～10 min密炼时间范围内, 4 min密炼即显著提升拉伸强度、 300%定伸应力以及断裂伸长率,同时降低滚动阻力.主要原因是此时分子链的最大交联程度较大,分散等级和分散度较高.进一步延长密炼时间(6～10 min),填料在橡胶中易发生重新聚集,聚集体平均粒径增大且分散度...     

相分离高分子共混薄膜退火和准淬火的原位原子力显微镜研究

近年来,高分子共混薄膜在选择性渗透膜、生物材料、润滑剂、粘结剂、光敏电阻平板印刷、光电器件及纳米尺寸表面图案化等方面的研究日益受到重视,应用前景也十分可观,然而,由于其相容性较差,高分子共混物常发生相分离,相对于本体,表面的分子链具有更大的自由度,因此表面高分子链的热运动状态与本体有很大差别,为控制因相分离而导致的相区尺寸,人们必须同时对相分离热力学及动力学行为进行研究。     

热场效应下聚酰亚胺纤维力学性质有限元分析

利用COMSOL Multiphysics 5.3软件构建了聚酰亚胺纤维三维有限元模型。 该模型实现了固体传热和表面对表面辐射传热产生的温度场中聚酰亚胺纤维固体力学的计算,重点分析了孔洞的大小、位置和热膨胀系数的差异对聚酰亚胺纤维力学性能的影响。 结果表明,聚酰亚胺(PI)纤维在两端固定约束的条件下,在固体传热和表面对表面辐射传热产生的温度场中呈现相似的应力变化趋势,即聚酰亚胺纤维出现孔洞,使纤维的力学性能降低,孔洞越大,应力分布越不均衡,越不利于纤维性质的稳定;温度越高,应力越大;但随着负轴向热膨胀系数的增加,应力逐渐减小。     

聚乙烯导热复合材料的电子束辐照改性

将低密度聚乙烯(LDPE)、氧化铝(Al₂O₃)和纳米二氧化硅(SiO₂)进行熔融共混,再通过电子束辐照对得到的材料进行改性,得到了同时具有高导热性能和力学性能的复合材料(PE-Al-Si)。 当纳米SiO₂的质量分数为1%,电子束辐照剂量为120 kGy时,与不含SiO₂的复合材料(PE-Al)相比,PE-Al-Si的导热系数达到了0.759 W/(m·K),提高了22%。 另外,PE-Al-Si的拉伸强度比PE-Al提高了17%。 证明SiO₂不仅可以改善复合材料的力学性能,同时还提高了辐照效率及复合材料的导热性能。     

Monte Carlo模拟方法研究管道受限对高分子链缠结的影响

采用基于格子模型的Monte Carlo模拟方法,考察了链长分别为30和250的线形高分子在管道内受限状态下的尺寸及扩散性质.结果表明,当线形高分子的链长低于其缠结链长时,其受限条件下高分子的性质随受限程度的变化而单调变化;而当线形高分子的链长大于缠结链长时,高分子的性质表现出非单调性,进而说明受限具有一定程度的解缠结...     

Monte Carlo模拟研究高分子单链在基体中扩散的拓扑效应

高分子流体的性质同高分子的链结构及其动力学行为密切相关. 在高分子共混物中,共混组分的性质不仅依赖于自身的拓扑结构,还受到其它组分分子拓扑的影响. 本文中采用基于格子模型的Monte Carlo模拟方法研究了在高分子基体中扩散的4种不同拓扑组合（环形或线形高分子链）体系中目标单链的静态和动态性质. 结果发现,环形目标单链的性质受基体分子拓扑结构的影响要大于线形目标单链;其中环/线这一拓扑组合中目标单链的扩散机理相比其本体已经发生了较大改变,链末端在其中起了重要作用. 此外,我们对引起这一现象出现的可能原因做了分析.     

软三嵌段两面神胶体粒子自组装行为的模拟研究

采用软补丁粒子模型及相应的介观动力学模拟方法, 研究了软三嵌段两面神胶体粒子在稀溶液条件下的自组装行为. 通过合理调节补丁大小和补丁之间的吸引强度, 软三嵌段两面神胶体粒子能够自组装形成非常丰富的聚集结构, 包括线状结构、 六方柱状结构、 体心四方束状结构以及三维网络状结构. 此外, 分析了与纤维结构类似的体心四方束状结构形成的动力学机理. 模拟结果为实验上设计并制备新颖的超胶体纳米结构提供一定的理论支持.     

无规共聚聚丙烯的热膨胀系数和等温压缩系数的测定

无规共聚聚丙烯;无规共聚聚丙烯的热膨胀系数和等温压缩系数的测定;热膨胀系数;等温压缩系数;Tait方程;     

PBD/PDMS共混物分散相的聚并捕获行为

借助显微-剪切装置在线研究了低速剪切场下SiO2纳米粒子含量、分散相聚丁二烯(PBD)浓度和剪切速率对PBD/聚二甲基硅氧烷(PDMS)不相容体系中聚并捕获行为的影响.结果表明,聚并捕获所形成的液滴尺寸与形状规整度由粒子含量、分散相浓度和剪切速率等因素共同决定.在较低的SiO2纳米粒子含量或较高的分散相浓度下,PBD液滴在低剪切场下发生聚并捕获,形成尺寸较大、形状不规则的液滴.增加SiO2纳米粒子含量或减小分散相浓度,能够减小分散相的尺寸并提高分散相的规整度.增加剪切速率能有效地减小分散相的尺寸并提高分散相的规整度.     

炭黑N134在不同橡胶基体中的分散及其混炼工艺调控

以炭黑N134作为填料,对比了异戊橡胶、丁苯橡胶及仿生橡胶3种体系下混炼工艺对硫化胶性能的影响,并针对仿生橡胶体系炭黑分散度低的问题,对混炼工艺进一步优化,从而提高分散度和动静态性能.结果表明,在所研究的密炼时间范围内,随着密炼时间的延长,异戊橡胶体系和丁苯橡胶体系的分散等级由原本的1级左右提升至6级以上.但延长密炼时间并未明显提升仿生橡胶体系的炭黑分散度.针对该问题引入塑炼和包辊工艺,仿生橡胶炭黑分散性明显提高.随炭黑分散等级的增加, 3种橡胶体系的伸张疲劳性能均得到了较大改善.其中仿生橡胶生胶经塑炼后,门尼黏度和重均分子量均明显下降,表明塑炼对于增强胶料的加工性能有明显作用.相同炭黑混炼时间下,随着塑炼时间的延长,硫化胶佩恩效应也增强,这主要是由于炭黑分散程度的提高使得炭黑与橡胶基体的有效接触面积增加,进而在一定程度上增加了界面结合胶的含量.