支链对高分子链导热性能影响的分子动力学模拟

采用非平衡分子动力学(NEMD)方法模拟了立构规整的乙丙交替共聚物(alternating isotactic PEP)和聚乙烯(PE)分子链的热传导过程,研究了支链对高分子链导热率的影响,并通过分析均方回转半径、径向分布函数以及均方位移与导热率的关系,进一步探讨了高分子链中热输运的微观机理.通过比较发现,主链上含支链的高分子链导热率较低;均方回转半径显示,高分子链的构象越稳定,导热率越高;径向分布函数显示,主链上碳原子分布越紧密,导热率越低;均方位移分析结果表明,主链上的支链使高分子链中的原子运动加剧,从而导致导热率降低.     

拉伸取向尼龙1010样品的抗张回复

研究了拉伸取向尼龙 10 10的抗张回复现象 .残存应变ε′表征了由链滑移而产生的永久形变 ,回复应变(ε -ε′)表征了键角变化和链段取向产生的形变 .当拉伸温度T=18℃ (T 相似文献   

硬弹性聚丙烯晶相和非晶相分子链取向的研究

本文用力学-振动光谱研究了硬弹性聚丙烯(HEPP)晶区和非晶区分子链在拉伸时取向的变化.我们发现在红外光谱中,1130—1190cm~(-1)波数范围内存在着三个峰,其中1167cm~(-1)处的峰是与结晶相长螺旋分子链相关的构象谱带,其谱带的强弱变化是与998cm~(-1)结晶谱带在拉伸时的变化趋势一致的.1159cm~(-1)谱带能够被归属于无定形谱带.而1152cm~(-1)处的峰也许是与短螺旋分子链构象谱带相关的.我们用计算机的二次微分、解卷积以及分峰程序测定了拉伸时HEPP晶区和非晶区分子链的取向函数,结果发现HEPP无定形分子链取向随拉伸比增加而增加,而晶区分子链的取向随拉伸比的增加先下降,直至拉伸比为1.5(第二次屈服点)后才逐渐增加.     

氮化硼纳米管热输运性能的分子动力学模拟

采用基于声子散射理论的Boltzmann-Peierls声子传输方程(BTE)和非平衡态分子动力学模拟(NEMD)方法研究了氮化硼纳米管(BNNT)的热输运性能.分析了BNNT的热力耦合效应,通过BTE与NEMD两种方法相结合,分析了温度和长度对BNNT热输运性能的影响,并应用量子修正扩大了NEMD的研究范围.结果表明:随着拉伸或压缩应变的增加,BNNT热输运性能均呈降低的趋势.通过计算声子态密度(PDOS)在理论上分析了以上结果,发现在拉伸状态下,声子模式的变化是决定BNNT热输运性能变化的主要因素;在压缩状态下,热导率变化是由于模型发生明显的屈曲变形引起的.在低温段,BNNT的热输运性能受量子效应影响最初有一个线性增加的过程,当温度超过一定值时,其开始显著地降低;当BNNT长度小于120nm时,随着长度的增加,其弹道性能逐渐减弱,但仍主要体现为弹道特征,其热导率(κ)与长度(L)基本满足κ∝Lα这一关系.     

聚乙炔掺杂导电的双向机制

提出了一种掺杂聚乙炔的双向导电机理。垂直聚乙炔分子链方向的电荷输运是通过掺杂原子(或分子)在链间振动实现的;平行分子链方向的电荷输运是通过电荷密度波的传播实现的。掺杂聚乙炔的电导率随掺杂剂与聚乙炔链之间电荷转移量的增大而增大。     

不同螺旋结构类蛋白质分子管道传输动力学研究

采用动态蒙特卡洛模拟(Dynamical Monte Carlo,DMC)对不同螺旋结构的类蛋白质分子穿越管道的动力学过程进行了研究.计算了不同螺旋能参数下类蛋白质链的传输时间,传输成功率,管道内单体数目,形状因子<δ>,均方位移g等.结果发现螺旋能较小的链传输时间较短,变化不明显,而螺旋能较大的链随着螺旋能的增强传输时间迅速增大.计算表明相同类型的分子链其传输成功率随着电场的增大而减小.而对于不同螺旋结构的链,螺旋能参数εh=0的链传输成功率最大,达到80%左右,略小于自避链;而εh=-0.5的类蛋白质链传输成功率突然减小.随着螺旋能的增强,传输成功率又开始增大.另外的计算表明自避链的传输过程比类蛋白质链平稳.<δ>在传输过程中的变化都存在了最大值,说明链在传输时有一个最松散的构象.对于均方位移的计算得到εh=0的链均方位移变化最快,说明传输过程中扩散最快.同时发现εh=-3.0的链比εh=-1.5的链均方位移扩散快.形状因子和均方位移的趋势均能很好的解释不同螺旋参数下的类蛋白质链不同的传输性质.这些研究对生物大分子的输运行为有一定的指导意义.     

聚对苯二甲酸乙二酯的熔融双峰

未拉伸聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、单轴拉伸PET、双轴拉伸PET在不同条件下热处理,并进行了DSC热分析、X-射线衍射分析、红外分析。结果表明:熔融双峰现象起因于DSC等速升温过程中PET的部分熔融和重结晶;低温峰是等温热处理过程中形成的不完善微晶的熔融峰,高温峰是重结晶后较完善的微晶的熔融峰;在等速升温过程中,PET晶胞参数不变、晶格完善、晶粒增大,并且规则折迭链增加,但晶粒随温度增大的过程中出现低谷。     

变温红外法研究聚对苯二甲酸乙二酯分子链的松弛运动及其构象转变

在30～170 ℃范围内逐渐升温过程中,用红外光谱仪原位检测无定形聚对苯二甲酸乙二酯（PET）薄膜红外光谱图的变化情况。通过特征谱带吸光度与温度的变化特点,研究了PET分子链在热变化过程中的松弛运动及冷结晶过程中分子链的构象变化。实验结果表明在冷结晶过程中,随PET结晶的不断完善,对应左右式(gauche)构象的吸收峰减弱,对应反式(trans)构象的吸收峰增强,并计算出CH2面外摇摆振动结晶前和结晶后反式构象和左右式构象的相对百分含量随温度的变化关系,以及玻璃化转变和冷结晶的温区范围。     

等规聚丙烯在γ射线辐照下的链结构和结晶行为

利用凝胶渗透色谱(GPC)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和示差扫描量热(DSC)等手段对不同剂量γ射线辐照后等规聚丙烯(iPP)的分子链结构及结晶行为的变化进行了研究.结果表明,γ射线辐照使iPP的分子量下降,并在其分子链中产生羟基和羰基等极性基团,从而影响其结晶行为.在非等温结晶过程中,当辐照剂量≤50 kGy时,iPP的热结晶温度略有升高;增大辐照剂量,iPP的热结晶温度明显降低.iPP的熔融温度则随辐照剂量的增大而降低,且分裂成双峰.利用Avrami方程研究了辐照前后iPP的等温结晶动力学,发现辐照前后样品的Avrami指数n都在3左右,表明iPP的结晶遵循异相成核机理,且不受辐照剂量和等温结晶温度的影响,但总结晶速率随等温结晶温度和辐照剂量的升高而逐渐减小.探讨了iPP经过γ射线辐照后,分子链断裂、链结构变化和结晶速率之间的关系.     

Effect of γ-Ray Irradiation on Chain Structure and Crystallization Rehavior of Isotactic Polypronylene

利用凝胶渗透色谱(GPC)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和示差扫描量热(DSC)等手段对不同剂量γ射线辐照后等规聚丙烯(iPP)的分子链结构及结晶行为的变化进行了研究.结果表明,γ射线辐照使iPP的分子量下降,并在其分子链中产生羟基和羰基等极性基团,从而影响其结晶行为.在非等温结晶过程中,当辐照剂量≤50 kGy时,iPP的热结晶温度略有升高;增大辐照剂量,iPP的热结晶温度明显降低.iPP的熔融温度则随辐照剂量的增大而降低,且分裂成双峰.利用Avrami方程研究了辐照前后iPP的等温结晶动力学,发现辐照前后样品的Avrami指数n都在3左右,表明iPP的结晶遵循异相成核机理,且不受辐照剂量和等温结晶温度的影响,但总结晶速率随等温结晶温度和辐照剂量的升高而逐渐减小.探讨了iPP经过γ射线辐照后,分子链断裂、链结构变化和结晶速率之间的关系.     

均聚物分子链长对A/AB/B聚合物共混体系界面性质影响的Monte Carlo模拟研究

利用格子Monte Carlo(MC)模拟方法研究了均聚物/两嵌段共聚物/均聚物(A/AB/B)共混体系中均聚物分子链长对界面性质的影响.研究结果表明,当两嵌段共聚物的分子链长N_C=20时,随着均聚物分子链长N_H从10增至60,界面厚度增加,取向参数q随着均聚物分子链长的增长而先减小后增大,即共聚物分子在垂直界面方向的拉伸程度先减弱后增强;当两嵌段共聚物的分子链长N_C=60时,随均聚物分子链长的增加,界面厚度减小,共聚物分子链取向参数q减小,分子在垂直界面方向的拉伸程度减弱.     

L-丙交酯/ε-己内酯共聚物分子链结构非均匀性的研究

利用升温淋洗分级(TREF)和连续自成核退火热分级(SSA)等方法研究了L-丙交酯(LLA)和ε-己内酯(ε-CL)共聚物(PLC)分子链结构的非均匀性.合成了2种不同摩尔比的PLC共聚物,用TREF的方法,将同一个共聚物分级出3个级份.用核磁共振氢谱(1H-NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)等方法对每个级份的分子结构进行了表征.结果表明,随着淋洗温度的升高,共聚物级份中的ε-CL单元的含量明显降低,而且级份的数均分子量增大,分子量分布指数降低.在SSA热分级研究中,发现PLC各级份间存在明显的分子链间和分子链内结构上的差异,这种链结构差异使得各个级份表现出不同的熔融行为.     

关于超高分子量聚丙烯超拉伸膜的结构性能的研究——Ⅰ.拉伸取向过程的表征

用超高分子量聚丙烯的对二甲苯溶液中冷却析出的结晶沉积压制成的结晶垫,经热拉伸制备了不同拉伸倍数的薄膜.与用低分子量聚丙烯制备的结晶垫或熔融结晶物不同,超高分子量聚丙烯的结晶垫显示出极高的拉伸变形性能,因而制得了高达69倍的拉伸样品.WAXD照片表明在未拉伸的结晶垫中,微晶的c轴沿结晶垫法线方向择优取向,但仅经2-4倍的拉伸,微晶即发生破裂,且产生的较小的折叠链微晶已转向沿拉伸轴方向取向;晶区取向因子在拉伸过程中迅速增加并在较低拉伸倍数下即接近于理想取向.但非晶区取向因子在整个拉伸领域中增加缓慢.随拉伸倍数的增大,晶粒尺寸D_(110)及D_(040)逐渐减小;而长周期L逐渐增加.这表明在高倍拉伸样品中存在着折叠链被从片晶中拉出并部分形成伸直链结晶的转变.     

取向、结晶、γ辐照聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)驻极体的陷阱性质

 用拉伸、热处理和γ射线辐照的方法制备了一系列具有不同平面取向度、不同结晶度和不同分子链长度的PET试样.随平面取向度、结晶度和辐照剂量的增大,平均陷阱深度加深.由拉伸取向形成的结构陷阱俘获载流子能力随取向度增大而提高;由γ辐照形成的结构陷阱对俘获载流子的限制能力随辐照剂量增大而降低;由热结晶形成的结构陷阱俘获载流子能力在结晶度为20％时达到极值.提出了相应的三种陷阱模型.     

取向、结晶、γ辐照聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)驻极体的陷阱性质

用拉伸、热处理和γ射线辐照的方法制备了一系列具有不同平面取向度、不同结晶度和不同分子链长度的PET试样.随平面取向度、结晶度和辐照剂量的增大,平均陷阱深度加深.由拉伸取向形成的结构陷阱俘获载流子能力随取向度增大而提高;由γ辐照形成的结构陷阱对俘获载流子的限制能力随辐照剂量增大而降低;由热结晶形成的结构陷阱俘获载流子能力在结晶度为20％时达到极值.提出了相应的三种陷阱模型.     

超拉伸聚乙烯的弹性模量和导热性能

为了揭示聚合物分子链伸展、取向的本征特性，发展了两个新的测量方法和实验装置，用于研究拉伸比高达２００的超拉伸聚乙烯凝胶的弹性性能、传热性能和聚合物结构的关系．应用激光脉冲热致超声法给出材料拉伸方向和横向杨氏模量，应用激光脉冲光热辐射法给出拉伸方向，横向和厚度方向的导热系数．随拉伸比λ的增加，轴向杨氏模量急剧的增加，而横向的仅有少许减小．导热系数具有相似的特性．本文发现当λ＝２００时，这种拉伸取向聚乙烯的轴向模量可达钢的８０％，而导热系数甚至可达２倍，直至成为热的良导体，这是由于在高拉伸比时形成了相当数量的伸展分子链构成的针状晶体———晶桥．本文提出晶桥作为短纤维分散相的取向聚合物的结构模型，对于超拉伸聚乙烯的上述特性可以进行统一描述和定量化分析，和实验结果很好符合．     

物理老化无规聚苯乙烯屈服机理的研究

利用机械拉伸、示差扫描量热(DSC)以及溶剂溶胀等方法研究了物理老化后的无规聚苯乙烯(α-PS)的应力屈服行为,并从凝聚缠结的观点对实验结果进行了解释.实验结果表明,经物理老化后的α-PS在拉伸过程中出现应力屈服峰实质上是逐步打开凝聚缠结的过程.凝聚缠结是聚合物非晶相在物理老化过程中相邻的两三条链的局部链段由于范德华吸引力的作用形成的一种有序结构,其作用能很弱,升温至T_g附近,机械拉伸至屈服点以及溶胀剂都可将其完全破坏.     

聚谷氨酸苄酯-g-(聚四氢呋喃-b-聚异丁烯)共聚物的微观结构与形态

通过可控/活性离子聚合方法设计合成一系列不同共聚组成的聚谷氨酸苄酯-g-(聚四氢呋喃-b-聚异丁烯)的新型嵌段接枝共聚物,即PBLG-g-(PTHF-b-PIB),研究共聚物中支链(PTHF-b-PIB)长度及接枝密度对主链PBLG玻璃化转变温度、α-螺旋二级结构及其转变的影响,研究支链中PTHF链段长度对其双端受限的玻璃化转变及凝聚态结构的影响.结果表明:PBLG-g-(PTHF-b-PIB)共聚物中刚性主链保持α-螺旋二级结构;随着支链长度增加或接枝密度增加,主链PBLG的α-螺旋二级结构特征峰逐渐减弱,玻璃化转变温度逐渐提高,α-螺旋结构发生转变的焓值逐渐增大;在确定接枝密度的情况下,随着支链中PTHF链段长度增加,共聚物中双端受限的PTHF链段结晶逐渐增强,结晶熔融温度及熔融焓均增加;在确定支链中PTHF链段长度的情况下,随着接枝密度增大,支链间链段相互排斥,PTHF链段结晶逐渐减弱.     

预辐射聚丙烯反应挤出接枝丙烯酸的研究

利用电子束(EB)预辐照方法和反应挤出技术制备了聚丙烯接枝丙烯酸共聚物PP-g-AA. 采用化学滴定、红外光谱、偏光显微镜(PLM)、DSC和广角X射线衍射(WAXD)对接枝产物进行了表征. 研究结果表明, 接枝率随辐照剂量增加而增大并逐渐达到平台值, 但随单体浓度增大而表现为线性增加, 接枝链能起到异相成核作用, 从而提高了结晶速率并细化了球晶. 同时, 熔体流动速率(MFR)和力学性能测试结果表明, 预辐射和挤出过程造成了PP严重降解, 据此可认为接枝反应主要发生在聚丙烯断裂分子链的末端.     

拉伸温度对α’-型聚乳酸结构与性能的影响

α’-晶型聚乳酸(PLA)膜被制备和单轴拉伸.通过凝胶渗透色谱仪(GPC)、全反射红外光谱(ATR-IR)、差示扫描量热仪(DSC),X射线衍射(XRD)及Raman光谱等测试技术研究了拉伸温度梯度变化对α’-晶型PLA膜的分子量及其分布、分子链构象、结晶度、晶型转变和取向行为的影响.在恒定拉伸速度与应变下,拉伸温度对PLA膜的应力-应变曲线,特别是屈服强度、拉伸模量产生了较大的影响,其值随拉伸温度的增加而降低.GPC测试结果表明,在不同的温度下拉伸后,PLA会发生一定程度的降解,分子量降低;ATR-IR,XRD,DSC和Raman光谱测试结果表明,在不同的温度下拉伸后α’-型PLA没有发生晶型的转变,即没有由α’-晶体转变为α-或β-晶体.结果表明PLA的结晶度、分子链取向程度强烈依赖于拉伸温度:当拉伸温度低于100℃时,α’-型PLA膜的结晶度与沿着拉伸方向的变形程度随拉伸温度的增加而增加,分子链的高度取向诱导了PLA结晶;当拉伸温度超过100℃后,PLA的分子链沿着拉伸方向上的有序度与结晶度将降低.