剪切流动对共混物相行为影响的研究进展

介绍了国外８０年代以来开展的剪切流动对聚合物共混物相容性影响的研究概况，并着重介绍了采用最新的二维小角激光散射流变仪和光学显微流变仪对共混物体系在剪切应力作用下相行为的研究结果，反映了该前沿领域的最新进展。     

剪切流动对聚合物共混物相行为影响的研究进展

剪切流动对聚合物共混物相行为影响的研究进展;综述     

高分子共混物剪切流动的研究Ⅰ.研究概况及热力学方法

剪切流动是高分子共混物流变学的重要内容之一。文章综述了不同高分子共混体系的理论和实验研究,主要包括剪切流动的因素和可能的方程,介绍了一些高分子共混物体系剪切流动的研究概况及热力学研究方法。     

高分子共混物剪切流动的研究Ⅱ.动力学及其它研究方法

文章是《高分子共混物剪切流动的研究Ⅰ.研究概况及热力学方法》的续篇,介绍高分子共混物剪切流动的研究进展,涉及动力学、散射光和数值模拟等三种研究方法。     

相形态对聚合物反应共混过程的影响

通过采用典型的热力学不相容共混体系聚烯烃弹性体/聚苯乙烯(POE/PS),利用流变学和形态研究的方法,考察了不同相形态(海岛结构和双连续结构)对聚合物反应共混过程的影响.研究发现相形态对聚合物原位增容共混反应有显著的影响,界面反应的进程与界面形态的变化能力直接相关.对于双连续结构的共混物,其形态稳定性最差,因而最有利于界面反应的发生;而在海岛结构的共混体系中,界面反应的进程则取决于界面变形的难易程度,黏度比小的体系更容易发生界面反应。     

聚合物复杂流体流动的动力学模拟

介绍聚合物复杂流体流动问题的模拟方法。通过比较,指出了经曲有限元方法的局限性和拉格朗日－欧拉方法在模拟复杂流动问题上的优越性。拉格朗日－欧拉方法的模拟结果同聚合物流体复杂流动的实验结果相一致,表明该方法在对复杂流体的动力学行为的模拟 合理的和可行的。     

液晶聚合物/柔性链聚合物共混体系相分离形态

利用元胞动力学方法在二维情况下对浓度、取向序参量的含时Ginzberg-Landau方程进行数值求解,研究了液晶聚合物/柔性链聚合物共混体系的相分离动力学,考察了浓度、取向有序过程的耦合对相分离形态的影响.结果表明,此耦合作用对相分离的时间进程以及相分离图样的空间排布都有影响.液晶聚合物的取向有序相当于增加了两组分间的不相容性而促进两相分离;两个序参量在热力学方面的耦合使液晶聚合物趋向于沿着界面方向取向,而动力学方面的耦合使液晶聚合物分子沿着其取向方向扩散,相分离图样的空间排布由这两种效应共同决定通过极化率张量的定义用数值方法模拟得到了相分离体系的小角光散射图样,结果表明,散射强度分布具有方位角依赖性,它是由浓度、取向序参量的空间变化共同决定的.     

受限条件下不相容聚合物共混物的形态演变研究进展

不相容聚合物共混物形成的相结构决定着共混材料的各项性能。近几年,研究发现不相容聚合物共混物受限条件下的相结构与非受限条件下的相结构有很大不同。本文从理论模型、实验结果以及影响因素(包括受限程度、组分比、剪切速率和粘弹性)等方面,综述了近年来开展的受限条件对不相容聚合物共混物相结构影响的研究进展,指出了现有研究的一些不足之处并展望了该领域的发展趋势。     

PLA/PBS/DCP反应共混体系的结晶行为研究

通过熔融共混法制备了一系列聚乳酸(PLA)/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)物理共混试样及PLA/PBS/过氧化二异丙苯(DCP)反应共混试样,采用示差扫描量热分析(DSC)法研究了物理共混试样结晶行为及反应共混试样的特殊结晶行为.结果发现,PLA与PBS的物理共混并未改善PLA的结晶性,而PLA/PBS/DCP反应共混时生成的交联/支化结构可起到异相成核作用,从而明显改善了反应共混体系的结晶性能,且随着DCP含量的增加,共混体系中两相结晶行为出现交替变化.     

嵌段聚合物微相分离后期相区粗化过程的格子Boltzmann研究

在自由能形式的格子Boltzman模型基础上,通过自洽场理论的引入,实现了对嵌段共聚物的模拟.首先,将本模型的模拟结果与动态自洽场的结果进行了比较并得到了一致的结果.应用此模型,研究了对称二嵌段共聚物微相分离后期的相区尺寸增长指数的影响因素.并探讨了分相后期,相区尺寸随时间的增长指数与高分子链长和Flory-Huggins相互作用参数的关系.模拟结果表明,相区的后期增长机理与Flory-Huggins相互作用参数关系不大.此外发现高分子链长的改变会影响相区尺寸增长指数,这与基于Ginzburg-Landau方程的模型结果不同.然而,链长的影响远小于流体黏度的影响,流体的黏度是影响相区后期增长指数的重要因素.     

纳米SiO_2对PDMS/PIB不相容共混物在低剪切速率下凝聚行为的影响

借助在线剪切-显微装置研究了简单剪切流场下疏水纳米二氧化硅(SiO2)粒子对聚二甲基硅氧烷/聚异丁烯(PDMS/PIB=90 wt%∶10 wt%)不相容共混物实时结构演变过程的影响.研究表明,分散相尺寸的大小及其分布由粒子含量和剪切速率共同决定.少量纳米SiO2的加入能够抑制PIB分散相的凝聚,分散相的尺寸随着纳米SiO2含量的增大而减小,并且呈现出双峰分布.但随着SiO2粒子含量的进一步增加,分散相尺寸的双峰分布现象逐渐消失.SiO2的加入还导致PIB分散相对剪切速率的依赖性降低.当SiO2粒子含量低于2.5wt%时,较高的剪切速率凝聚得到的分散相的尺寸较大;当SiO2粒子含量超过2.5 wt%后,低速和高速剪切速率下凝聚得到的分散相尺寸基本相同.粒子的包覆、分散相的破碎和凝聚是出现以上现象的根本原因.     

橡胶中简单剪切与纯剪切的关系

研究了简单剪切与纯剪切的关系，得出了：（１）简单剪切可看成纯剪切加转动，转动角θ有；（２）若简单剪切椭圆的长轴与坐标轴Ｘ的夹角为φ，相应的纯剪椭圆长袖与坐标轴ｙ的夹角为β０，则φ＝β０；（３）橡胶在双向拉伸时剪应变γ的一般表达式为，对简单剪切而言即为     

剪切作用对PS-b-P2VP-b-PEO三嵌段共聚物多节状蠕虫胶束形成的影响

实验研究了剪切(搅拌)对ABC三嵌段共聚物PS720-b-P2VP200-b-PEO375在溶液中自组装形成的胶束形态的影响,研究结果表明剪切对多节状蠕虫胶束的生成和结构有着重要作用.在1500 r/min剪切速率时,嵌段共聚物自组装形成的球形胶束首先聚集形成蠕虫胶束的梭状轮廓,然后再经过不断地融合与调整形成蠕虫胶束节状部分的盘状结构,同时球的融合趋于沿着垂直于梭状结构的主轴方向(即流场方向).溶剂THF对PS嵌段充分的溶胀使得球形胶束进一步调整形成盘状结构,从而使梭状胶束聚集体顺利地向多节状蠕虫胶束过渡.通过透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)对胶束形态进行表征,结果表明,多节状蠕虫胶束是剪切作用下球形胶束二次自组装的结果.     

剪切应力场中聚丙烯熔体在近熔点处冷却结晶的晶体结构研究

通过自主设计的动态保压注塑成型装置研究剪切应力场下聚丙烯(PP)熔体在近熔点处冷却结晶的晶体结构.用扫描电子显微镜(SEM)、示差扫描量热法(DSC)和广角X射线衍射(WAXD)分析了PP试样在近熔点处冷却后从表层到剪切层的结晶结构的变化.SEM研究表明,与传统注塑成型样品(SL)和剪切力场中高熔体温度下冷却得到的试样(DH)相比,近熔点附近冷却得到的PP试样(DL)从表层到剪切层的结晶结构和形态有明显变化.DL从表层到剪切层均生成了尺寸较大的取向结晶结构,无明显的串晶产生.DSC研究表明,与SL和DH相比,DL剪切层无脊纤维晶熔融峰且晶片熔融温度较高,证明其样品内部晶片尺寸较大.WAXD进一步研究显示,DL内部主要晶面(110,040和130)的结晶尺寸与SL和DH相比并没有发生明显改变.     

剪切作用下纳米粘土对LDPE熔体粘弹响应的影响

以LDPE/EVA/纳米粘土复合体系为研究模型,考察了剪切作用下,分散良好的纳米粘土对聚合物基体熔体稳态及瞬态粘弹响应的影响.发现剪切作用下,纳米粘土增加了聚合物熔体粘弹特性对剪切速率、剪切应变及剪切作用史的依赖性,改变了相应的依赖关系.稳态剪切时,纳米粘土的加入使体系第一法向应力差(N1)在低剪切速率区变为负值,而在高剪切速率区N1与粘土的含量无关;同时就瞬态剪切应力及N1的应变依赖关系而言,复合体系明显不同于聚合物基体;预剪切对聚合物基体瞬态粘弹响应几乎没有影响,而当纳米粘土的加入量大于3wt%后,与未经预剪切的样品相比较,经预剪切的复合体系的瞬态剪切应力值、应力过冲程度以及稳态剪切应力值均明显下降,且预剪切前后复合体系达到稳态时其瞬态剪切应力差值随纳米粘土含量的增高而线性增加.此外,纳米粘土的添加对聚合物熔体受剪切作用的非线性粘弹响应存在影响.复合体系熔体呈现特异非线性粘弹响应,其缘由被认为是由于纳米粘土在聚合物基体中剥离分散,或聚合物分子链插层于粘土片层间,形成局部有序结构,受剪切作用而排列取向.     

甲醇与不同碳链烷烃在超临界条件下溶液构型的分子模拟

用Montecarlo分子模拟方法,研究了甲醇与不同碳链的正构烷烃组成的不同浓度的溶液在超临界条件下的构型特征。模拟采用TIP势能函数,使用随机边界条件。模拟结果表明,在不同浓度的溶液中,甲醇周围烷烃介质的分布密度基本上相同,而对于不同介质中甲醇分子之间的积聚行为,不同浓度的溶液表现出不同的特点。当甲醇浓度较低时,甲醇在正戊烷、正己烷介质中形成团聚的程度最大,随着甲醇浓度的提高,甲醇分子之间的团聚趋弱。介质烷烃分子之间的积聚,基本上表现为:碳链越长,分子之间的团聚越加明显,而且,随着烷烃分子的浓度减小,这种趋势愈加明显。     

振荡剪切场下PS/PVME共混物的相分离动力学研究——相分离的依时性及应力响应

利用自制的激光散射流变仪研究了聚苯乙烯/聚甲基乙烯基醚(PS/PVME)(重量比30/70)二元共混物在振荡剪切场下的相分离动力学过程.在特定的振荡频率和应变振幅条件下,共混物的相分离具有显著的周期特性和各向异性.在同一个振荡相位角条件下,相分离在早期符合经典的Cahn-Hilliard线性理论.在相分离过程中,流动方向上的特征波数qxm表现出明显的受迫振荡特征而涡流方向上的qzm却没有;同时,两个方向上的特征波数qm平均值都未随时间发生变化,说明特定振荡频率和应变振幅的振荡剪切对特定尺寸的浓度涨落具有选择作用.研究还发现,体系的应力响应可以反映出相分离的阶段性过程,例如当相分离早期结束时,表征弹性的第一法向应力差出现了峰值.     

高硅沸石计算晶格能与骨架拓扑结构相关

应用晶格能极小化技术计算了十九种骨架拓扑结构的高硅沸石的全硅骨架晶格能。采用一元线性回归分析、多元线性回归分析和人工神经网络误差反传算法（ＢＰ），将这十九种拓扑结构高硅沸石的全硅骨架晶格能计算值与它们的骨架拓扑结构参数相关。预测结果与计算各能符合良好，表明晶格能与配位序（Ｎ↑－２￣Ｎ↑－４）具有优良的多元线性关系。利用多元线性回归方程对七种结构的高硅沸石的全硅骨架晶格能进行了预测。     

非天然相互作用对均聚多肽链螺旋形成动力学过程的影响的计算机模拟研究

以螺旋结构的形成过程为研究对象,基于粗粒化的格子模型和动态蒙特卡罗模拟方法,初步探讨了非天然氢键相互作用对均聚多肽链螺旋折叠动力学过程的影响.研究发现,非天然氢键的引入虽然延缓了其热力学转变的发生,但也从整体上降低了折叠动力学过程的能垒,在某一特定温度之下,反而可以提高折叠速率.对其折叠路径分布的分析表明,非天然氢键可以减少慢速折叠路径的发生,而后者是导致折叠时间增加的主要因素.另一方面,比较特定温度下多肽链链构象及螺旋片断随时间的演化进程,发现非天然氢键在一定程度上影响了天然氢键的形成以及天然态构象的稳定存在,同时也加快了其部分解折叠过程.这说明,非天然相互作用的存在有利于蛋白质构象的快速动态调整,从而行使其相应的生物功能.