CL-20/TNT共晶炸药的分子动力学研究

运用分子动力学(MD)方法,选择凝聚态分子势能优化力场(COMPASS),对六硝基六氮杂异伍兹烷(ε-CL-20)、2,4,6-三硝基甲苯(TNT)晶体及其等摩尔比的CL-20/TNT混合炸药和共晶炸药进行不同温度下恒定粒子数等压等温(NPT)系综模拟研究.结果表明,CL-20/TNT共晶的内聚能密度(CED)和结合能随温度的升高逐渐减小;共晶的CED比混合炸药的大,结合能是混合炸药的2倍多,预示其稳定性明显增强.对相关函数和局部放大结构显示共晶中组分分子间作用主要来自TNT中H和CL-20中O以及CL-20中H和TNT中O之间形成的氢键.通过波动法求得的弹性力学性能结果表明,CL-20/TNT共晶的拉伸模量(E)、体积模量(K)和剪切模量(G)介于ε-CL-20和TNT晶体之间,且随温度的升高而下降,符合一般预期;但共晶炸药的柯西压(C12-C44,Cij弹性系数)、K/G和泊松比(ν)均比其组分炸药ε-CL-20和TNT高得多,预示该共晶具有异常高的延展性和弹性伸长,主要是二组分呈层状交替排列且之间存在较强相互作用所致.     

功率对氘代辉光放电聚合物结构和力学性能的影响

采用射频辉光放电聚合技术,在低压等离子体聚合装置上开展在5~20 W功率下氘代辉光放电聚合物薄膜的制备及性能研究。利用傅里叶变换红外吸收光谱仪表征薄膜的化学结构,讨论了功率变化对其官能团结构的影响规律。利用元素分析仪和纳米压痕仪表征薄膜中氘原子的相对含量和薄膜的力学性能。研究表明:随着功率的升高,薄膜中的氘含量先升高后降低,在10W时达到最大,薄膜中SP3 CD的相对含量增加,SP3 CD2的相对含量减小;聚合物薄膜的硬度和杨氏模量均随功率的增加而减小。     

炭化处理高烧失量硅藻土及对天然橡胶的性能补强

通过缺氧条件下煅烧富含有机质的内蒙硅藻土制备了一种含炭的硅藻土,并将这种炭化硅藻土代替部分炭黑用于天然橡胶的补强.采用红外光谱、X射线衍射、热分析、扫描电子显微镜、能谱和万能材料试验机对炭化硅藻土进行结构表征和力学性能测试.结果表明,于600℃进行2h的缺氧锻烧处理后,硅藻土中的有机质已经转化为无定形碳紧密吸附于硅藻土...     

纳米羟基磷灰石/聚乙烯醇/明胶复合材料的结构和力学性能

采用机械共混法、原位化学合成法、原位水热法制备了一系列纳米羟基磷灰石/聚乙烯醇/明胶(n-HA/PVA/GEL)复合材料;利用X射线衍射仪、透射电镜及傅立叶变换红外光谱仪等分析了复合材料的结构;利用材料试验机测定了复合材料的力学性能.结果表明,利用原位水热法可使n-HA有效地在PVA高分子中均匀分散,并提高n-HA颗粒...     

可膨胀石墨阻燃高回弹聚氨酯泡沫塑料的性能

在原料中添加可膨胀石墨(EG),采用一步法合成了阻燃型高回弹聚氨酯软泡,研究了EG对泡沫性能的影响.用扫描电镜和光学显微镜观察了EG粒子在泡沫内的固着状态及其对泡孔形貌和泡沫燃烧后的炭层形貌的影响.垂直-水平燃烧实验和极限氧指数实验检测了EG的添加量对于泡沫燃烧的抑制情况.考察了EG粒子的含量对泡沫密度、拉伸及压缩力学...     

聚乳酸立构复合物的研究最新进展与应用展望

立构复合型聚乳酸(SC-PLA)由于聚左旋乳酸(PLLA)与聚右旋乳酸(PDLA)分子链之间强烈的相互作用,可以使熔点提高约50℃,改善了聚乳酸在耐热性上的不足,同时这种立构复合结构使聚乳酸的力学性能、结晶性能、耐水解性等也得到提升.立构复合型聚乳酸的合成新进展主要集中在嵌段型SC-PLA的制备,同时广泛采用X射线衍射...     

RDX/BAMO推进剂结合能、力学性质和能量性能的分子动力学模拟

利用分子动力学方法研究了著名的含能材料环三亚甲基三硝胺(RDX)、3,3′-双-(叠氮甲基)-氧杂环丁烷(BAMO)和RDX/BAMO推进剂. 结果表明, BAMO与RDX(010)面之间分子相互作用最强, 其次是(100)和(001)面. 以对相关函数g(r)描述了RDX和BAMO之间的相互作用. 计算了RDX/BAMO推进剂的弹性系数、模量、柯西压、泊松比等性能. 结果表明, BAMO的加入能够改善RDX的弹性力学性能, 相对改善效应的顺序为(100)>(001)>(010). RDX/BAMO推进剂的能量性能结果显示, BAMO的加入降低了RDX的比冲, 但仍高于著名的双基推进剂的比冲.     

碳纳米管含量对炭炭复合材料组织及力学性能的影响

炭纤维上原位合成了均匀生长且具有伸张形貌的碳纳米管,借助化学气相渗透制备了碳纳米管增强的炭炭复合材料,研究了不同含量的碳纳米管对炭炭复合材料组织和力学性能的影响。结果表明：炭纤维上生长碳纳米管改变了热解炭的沉积行为,诱导了各向同性热解炭的生成,且随着碳纳米管含量的增加,各向同性热解炭的厚度增加,但是复合材料的d002值却明显降低。微量的碳纳米管即可显著提高复合材料的力学强度,随着其含量的增加,复合材料的力学强度和模量迅速提高,但材料的断裂行为却急剧恶化,断裂模式由最初的假塑性断裂转变为脆性断裂。     

BaO∙4B2O3∙5H2O纳米材料的制备及其对聚丙烯阻燃性能的热分解动力学方法评价

Borate is considered one of the most important additives for improving the fire-resistance of combustible polymers because of its smoke suppression, low toxicity, and good thermal stability. However, the size of prepared borate is usually in the micrometer range, which makes it difficult to disperse in a polymer matrix, thus hindering its use as fire-retardant material. The preparation and application of borate nanomaterial as flame retardant is considered an effective method. However, the preparation of barium borate nanomaterials as flame retardant has not been reported. In this paper, nanosheets and nanoribbons with different sizes for a new barium borate BaO·4B₂O₃·5H₂O are prepared by hydrothermal method, and characterized by X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectrum (FT-IR), thermogravimetric analysis-differential scanning calorimetry (TG-DSC), and scanning electron microscope (SEM). The flame-retardant properties of polypropylene (PP)/BaO·4B₂O₃·5H₂O composites are investigated by thermogravimetric analysis (TG), differential scanning calorimetry (DSC) thermal analysis methods and limited oxygen index (LOI) method. Considering the near TG mass losses and the near LOI values for PP with 10% prepared BaO·4B₂O₃·5H₂O nanosheet and nanoribbon, their flame-retardant properties need to be further evaluated by non-isothermal decomposition kinetic method. The apparent activation energy for this decomposition reaction was obtained from the slope by plotting ln(β/T_p²) against 1/T_p according to Kissinger's model. With the reduction of TG mass loss, increased heat absorption in DSC under N₂ atmosphere, increased apparent activation energy E_a for the thermal decomposition of PP/BaO·4B₂O₃·5H₂O composite as well as increased LOI value, the flame-retardant performance of prepared BaO·4B₂O₃·5H₂O samples with PP gradually improved from bulk to nanoribbon to nanosheet. This can be attributed to the decrease in the size of BaO·4B₂O₃·5H₂O samples because the smaller sample size leads to improved dispersion and increased contact area with the polymer. The flame-retardant mechanism is discussed by analyzing the after-flame chars of the PP/BaO·4B₂O₃·5H₂O composite in SEM images, which show that the char layer is more compact and continuous for the PP/BaO·4B₂O₃·5H₂O nanosheet composite. The influence of loading BaO·4B₂O₃·5H₂O nanomaterials on the mechanical properties of PP is also tested using a universal material testing machine, in which the PP/BaO·4B₂O₃·5H₂O nanosheet composite has higher tensile strength. The PP/BaO·4B₂O₃·5H₂O nanosheet composite has the best flame-retardant and mechanical properties, which is promising to be developed for the application as flame-retardant material.     

膨胀阻燃聚丙烯及其协同力学改性的研究进展北大核心CSCD

对聚丙烯(PP)进行阻燃协同力学改性一直是PP材料领域的研究热点。本文综述了近几年膨胀阻燃PP领域的研究进展,包括新型成炭剂的开发和阻燃体系改性新技术,讨论了纳米粘土、稀土元素化合物、分子筛等协同剂在膨胀阻燃剂中的阻燃效果及机理;同时介绍了膨胀阻燃PP及其协同力学改性的研究进展,包括无机刚性粒子、弹性体等不同组分对阻燃PP力学性能的影响,特别是对冲击韧性的影响,总结了PP阻燃及阻燃协同力学改性方面存在的问题,并对未来的发展进行了展望。