缠结高分子液体在管中挤出胀大动力学理论：一组新的增长和最终挤出胀大比方程

基于O-W-F本构方程和自由回复机制，从Poioeuille流出发建立了一种新的缠结高分子液体挤出胀大动力学理论，该理论能有效地预测高分子流体的动静态挤出胀大行为同高分子粘弹性参数和成型条件间的相关性. 基于稳态剪切量可分解为自由“回复线团”和“不可回复热耗”两部分事实，定义了一个稳态剪切下自由“回复线团”和“不可回复热耗”的配分函数和它们两者间分配指数上可回复和不可回复构象分数，从而在理论上得到了瞬时、推迟和最终三者可回复形变量和可回复线团量同配分函数、分配指数上可回复构象分数、分子粘弹性参数和成型条件     

高分子熔体和浓溶液的流变性能研究：一种能预测线性粘弹性同…

本文得到了一组线性粘弹性函数同高分子熔体的起始分子量和其分布间的新定量关系式。基于多重缠结模型和两类松驰机理，我们首次创立了两类缠结链组在高分子链近程缠结空间的平均限制维数ｖ的新概念，推导出了它同起始分子量（单分散）、数均分子量（多分散）Ｍｂ和缠结点间平均分子量Ｍｅ等间的定量关系式，并提出了它的相应测定新方法。进而又从高分子熔体粘弹性分子理论和缠结链组的平均限制维数定量表征出发，用统计方法计算出了     

Dynamic Theory of Die Swell for Entangled Polymeric Liquids in Tube Extrusion: Correlations of Total and Ultimate Extrudate Swell Effects to Growth Time, Shear Stress and Aspect Ratio Under the Free States

利用挤出胀大动力学理论研究稳态剪切流下HDPE 和PBD液体的挤出胀大行为,建立了自由动态下线团回复和挤出胀大增长时间的回复机制和动力学. 结果表明在自由回复过程中自由线团回复和挤出物胀大增长可分为两个区域(瞬间和推迟区)、三个增长阶段(瞬间、推迟和最终阶段). 证明了自由线团回复和挤出胀大增长可表征为增长时间、剪切应力和长径比的函数。从而从动力学理论推倒出了三种挤出胀大效应(瞬间、推迟和最终)同分子结果参数和挤出操作条件间的相关性. 并建立了总合(TESE)和最终(UESE)两组挤出胀大效应的普适方程.     

均聚物结晶与熔融化的稳态和亚稳态转变统计理论

基于多重微晶网络结构模型和分子分凝机制建立了高分子晶体的微晶核 和微晶粒 高分子链组模型 ,推导出了平衡态下高分子预结晶动力学方程 ,计算出了平衡态下不同尺寸微晶核 和微晶粒 高分子链组的几率分布函数 .建立了非稳态下不同尺寸的微晶核 高分子链组的成核演化方程和微晶粒 高分子链组的增长演化方程 ,求解一般状态下的两个演化方程后 ,得到了不同时间和不同尺寸的微晶核 和微晶粒 高分子链组的一般密度分布函数 .最后根据成核自由能和增长自由能对晶核和晶粒的尺寸大小的依赖性 ,提出了微晶核 高分子链组和微晶粒 高分子链组存在稳定性的热力学条件和动力学条件 ,成功地表征为三个特征区 (稳态、亚稳态和非稳态 )     

基于缠结微结构的非晶态玻璃态高分子材料屈服行为的分子动力学研究

非晶态玻璃态高分子材料作为结构材料在工程领域应用广泛,其机械力学性能特别是屈服变形行为受到热处理、加载应变率和环境温度的影响.采用分子动力学模拟方法研究非晶态玻璃态高分子材料不同工况下的单轴拉伸变形,基于分子链缠结微结构的概念,阐明了非晶态玻璃态高分子材料屈服和应变软化过程的内在变形机制.结果表明,拓扑缠结具有较为稳定的空间结构,难以发生解缠,决定了非晶态高分子材料屈服后的软化平台.由相邻分子链的局部链段相互作用形成的次级缠结在一定外界条件下可发生破坏或重新生成,次级缠结微结构及其演化是非晶态高分子材料发生屈服及软化的内在物理原因.     

Correlation of Cooperatively Localized Rearrangement on the “Fluidized Domain” of Polymers to Their Nonexponentially Viscoelastic Behaviors at Double Aging Processes (I): A Set of Reduced Universal Equations on the Stress Relaxation Modulus and Creep Comp

基于α-和β-微区、微晶、交联和缠结链组网络结构和非线性粘弹性复相涨落模型,提出了双重(物理和力学)老化下不同尺寸和末端向量高分子链组的流动化微区内关联性局部化重排动力学新理论,它能把初级α-微区的降解作用和次级β-微区的再生效应对剪切速率、尺寸大小和温度依赖性有机结合起来．然后用统计力学和动力学结合法计算了三种不同类型高聚物在等温等压双重老化过程中多元链组的总构象改变自由能,证实了它起源于多元链组的尺寸大小、形状和体积的变化．推导出了它们单向拉伸下的本构方程、应力松弛模量和蠕变柔量表征式以及它们相对应的两组对比态普适方程．结果表明该两组对比态下应力松弛模量和蠕变柔量普适方程均具有同K-W-W伸展指数函数完全一致的形式．最终又建立了该两组对比态普适方程中三个分子参数同老化条件、温度和高聚物起始结构之间的相关性．     

均聚物结晶与熔融化转变的稳态和亚稳态统计理论Ⅴ 分子分凝统计结晶动力学—结晶增长速率对结晶生长机制和高聚物起始结构的依赖性

首先对结晶增长速率同浓度、分子量和链柔性依赖性进行总结,然后基于微晶核和粒———高分子键组网络结构模型和高分子分子分凝统计结晶动力学,根据高分子链组是微晶粒同连接链段复合体的结构特征及它们间存在的四个相关性(并存性、简并性、顺反式构象共存性和物料守恒性)的事实,成功地把连接链段缩短增长动力方程同微晶粒体积增大增长动力方程有机结合在一起,从理论上创建出一种微晶粒数增长速率和微晶粒尺寸增长速率表达的一般化计算法,推导出结晶体系的微晶粒数增长速率和微晶粒尺寸增长速率同四种增长机制(近邻折叠,近邻伸直,近邻折叠同近邻伸直并联并存和近邻折叠同近邻伸直串联并存)、结晶温度和高分子起始结构(分子量)间定量表达式.当把分子量的指数同链的构象分数相连后,就又从理论上得到了分子量指数同温度和链柔性间的关系式,并讨论了它们同增长机制间的关系.最后以大量结晶动力学实验数据对上述所得到的关系式进行了验证,结果表明它们均能同实验结果很好符合.     

均聚物结晶与熔融化转变的稳态和亚稳态统计理论Ⅵ. 分子分凝统计结晶动力学-结晶增长速率对结晶生长机制和溶液浓度和的依赖性

首先对结晶增长速率同浓度和链柔性依赖性进行总结,然后基于微晶核和粒———高分子键组网络结构模型和高分子分子分凝统计结晶动力学,根据高分子链组是微晶粒同连接链段复合体的结构特征及它们间存在的四个相关性(并存性、简并性、顺反式构象共存性和物料守恒性)的事实,成功地把连接链段缩短增长动力方程同微晶粒体积增大增长动力方程有机结合在一起,从理论上创建出一种微晶粒数增长速率和微晶粒尺寸增长速率表达式的一般化计算法,推导出结晶体系的微晶粒数增长速率、微晶粒尺寸增长速率同四种增长机制(近邻折叠,近邻伸直,近邻折叠同近邻伸直并联并存和近邻折叠同近邻伸直串联并存)、结晶温度和和结晶浓度间定量表达式.当把浓度指数同链的构象分数相连后,就又从理论上得到了浓度指数同温度和链柔性间的关系式,并讨论了它们同增长机制间的关系.最后以大量结晶动力学实验数据对上述所得到的关系式进行了验证,结果表明它们均能同实验结果很好符合.     

均聚物结晶与熔融化转变的稳态和亚稳态统计理论Ⅴ 分子分凝统计结晶动力学—结晶增长速率对结晶生长机制和高聚物起始结构的依赖性

首先对结晶增长速率同浓度、分子量和链柔性依赖性进行总结，然后基于微晶核和粒——高分子键组网络结构模型和高分子分子分凝统计结晶动力学，根据高分子链组是微晶粒同连接链段复合体的结构特征及它们间存在的四个相关性（并存性、简并性、顺反式构象共存性和物料守恒性）的事实，成功地把连接链段缩短增长动力方程同微晶粒体积增大增长动力方程有机结合在一起，从理论上创建出一种微晶粒数增长速率和微晶粒尺寸增长速率表达的一般化计算法，推导出结晶体系的微晶粒数增长速率和微晶粒尺寸增长速率同四种增长机制（近邻折叠，近邻伸直，近邻折叠同近邻伸直并联并存和近邻折叠同近邻伸直串联并存）、结晶温度和高分子起始结构（分子量）间定量表达式．当把分子量的指数同链的构象分数相连后，就又从理论上得到了分子量指数同温度和链柔性间的关系式，并讨论了它们同增长机制间的关系，最后以大量结晶动力学实验数据对上述所得到的关系式进行了验证，结果表明它们均能同实验结果很好符合．     

分子链缠结对核-壳结构复合凝胶非均匀变形行为的影响

凝胶分子形成凝胶网络时，分子链段间会相互缠绕形成物理交联，显著影响其力学行为.为研究凝胶分子链段间相互缠结形成的物理交联对核壳结构复合凝胶变形行为与溶剂分布的影响，基于slip-link链缠结模型和张量推导建立核壳结构复合凝胶变形过程的一般数学表达式.结果表明：受刚性核影响，凝胶壳的拉伸是各向异性的，凝胶壳内溶剂的分布也是非均匀的，由内向外呈非线性变化，溶剂在凝胶内的扩散不满足菲克扩散定律；分子链缠结度越高凝胶壳的径向和周向伸长比越低，凝胶的溶胀率也越低.     

Modified Single-Mode Leonov Rheological Equations for Polymer Melts and Solutions

The shear viscosity and the normal stress coefficients are important parameters in the flow of polymer melts and polymer solutions. Based on the Leonov model, modified single-mode rheological equations are presented by introducing relaxation time and temperature functions, and the shear viscosity and the normal stress coefficients are predicted. Without a complex statistical simulation, the experimental data of a low-density polyethylene melt, a poly(ethylene oxide) solution and a mixed decalin/polybutene oil solution were compared to verify the modified equations in very wide range of deformation rates. Furthermore, based on the equations, the relationship between the stress overshoot and the temperature is discussed. In addition, the predicted shear thinning behavior for the modified equations is also compared with other single-mode models.     

Magnetohydrodynamic Principle of 3D Printing for Non-Ferrous Metal Melts

Technical Physics - In this paper, we propose a new principle of high-performance 3D printing for non-ferrous metal melts. The crystallization temperature may increase in the lower part of the...     

Undercooling and Unidirectional Solidification of CuNi Alloy Melts

Cylinder-shaped CusoNi20 alloy melt is undercooled and solidified by the combination of the electromagnetic levitation technique and the flux treatment method. Nearly constant temperature gradient of 8-10 K/cm is realized for the cylindrical melts with differen~ undercooling levels at the bottom ends. The experimental results reveal that with the increase of the undercoo]ing of the melts from 35 to 220 K, the microstructures undergo transition from coarse dendrites to granular grains, unidirectional dendrites, and finally to equiaxed grains.     

溶液和熔化状态下分子间的能量传递

通过二维红外光谱研究了GdmSCN/KSCN=1/1,GdmSCN/KS¹³CN=1/1和GdmSCN/KS¹³C¹⁵N=1/1三种混合晶体在熔融和溶液状态下的共振和非共振的分子间振动能量传递的性质. 在这些样品中,给体/受体的能量差越大,能量传递越慢. 而能量传递的快慢与拉曼光谱无关. 非共振能量传递与给体/受体的能量差的关系不能用声子补偿的机理来描述. 相反,它们的关系却可以用退相位机理来定量描述. 在熔融状态下,共振和非共振能量速率与温度的依赖关系也与退相位机理的预测相符合. 这一系列的结果表明只要分子的运动(平动和转动)远远快于非共振能量传递速率,那么退相位机理不仅在溶液中占主导,而且在熔融状态下(纯液体,不含溶剂)也占主导.     

一种挥发性熔盐显微Raman光谱研究用封闭样品池及配套热台

本文介绍了一种用于挥发性液体、特别是高温腐蚀性熔融氟化物显微Raman光谱测量用的新样品池和热台。置于氧化铝管中的铂坩埚用来盛装熔融试样。与传统的敞开式样品池不同的是, 本文提出了一种“封闭样品池”的思想, 使用石英片和高温水泥对样品池进行密封。采用铂丝加热, 最高温度可达1100℃。炉膛中部的热梯度较小。使用该装置获得了信噪比很高的光谱。     

Scale-Free Static and Dynamical Correlations in Melts of Monodisperse and Flory-Distributed Homopolymers

It has been assumed until very recently that all long-range correlations are screened in three-dimensional melts of linear homopolymers on distances beyond the correlation length ?? characterizing the decay of the density fluctuations. Summarizing simulation results obtained by means of a variant of the bond-fluctuation model with finite monomer excluded volume interactions and topology violating local and global Monte Carlo moves, we show that due to an interplay of the chain connectivity and the incompressibility constraint, both static and dynamical correlations arise on distances r???. These correlations are scale-free and, surprisingly, do not depend explicitly on the compressibility of the solution. Both monodisperse and (essentially) Flory-distributed equilibrium polymers are considered.     

Medium-Range Order Structure and Fragility of Superheated Melts of Amorphous CuHf Alloys

The structural factors of amorphous CuHf alloys at different temperatures are determined by using a high temperature x-ray diffractometer. It is found that not only the short-range order structure but also the medium-range order structure exists in amorphous CuHf alloys. The dynamic viscosities of CuHf alloy melts are measured by a torsional oscillation viscometer. The fragility of superheated melts of CuHf alloys is calculated based on the viscosity data. The experimental results show that the glass-forming ability of the CuHf alloys is closely related to the fragility of their superheated melt. The relationship between the medium-range order structures and the fragility of superheated melts has also been established in amorphous CuHf alloys. In contrast to the fragility of supercooled liquids, the fragility of superheated liquids promises a better approach to reflecting the dynamics of glass forming liquids.     

A2B嵌段共聚物熔体的相分离

采用自洽场的方法对A2B共聚物熔体作了类似星形共聚物的处理，研究了该共聚物的相分离并给出了相图．与两嵌段共聚物的相图相比较而言，在A2B的相图中，只发现了三个经典的有序相：球状相、六角蜂窝形柱状相以及层状相．从两嵌段线形共聚物到Y形共聚物这一链结构上的变化使相图也发生了相应的改变：各相的相边界发生了很大的偏移并且层状相出现的区域被大大的拓宽了．因此，可以通过改变链的结构来控制高分子自组装的微相结构，从而代替传统的改变高分子链中各组分的比例．