17R4/F127混合水溶液的凝胶结构

结合流变学频率扫描和同步辐射小角X射线散射(SAXS), 研究了17R4(PO₁₄-EO₂₄-PO₁₄)含量和温度对17R4/F127(EO₉₉-PO₆₅-EO₉₉)混合水溶液凝胶结构的影响. 结果表明, 溶胶、 软凝胶和硬凝胶分别对应无序结构、 无序与立方相共存结构以及立方相结构. 对于F127水溶液体系, 可以将F127形成的胶束看作硬球, 随着温度的升高, 胶束的硬球半径和胶束中F127链的聚集数随之减小, 这是因为17R4在较低温度下很难形成胶束, 当温度升高时, 17R4链参与胶束的形成, 从而使胶束数目增加, 因此每个胶束中的F127链数也随之减小. 当17R4含量较高时, 胶束外壳中F127部分的PEO链段数随着温度升高而减小, 胶束外壳变得更软, 因此, 当17R4/F127摩尔比为2: 1时, 混合溶液在高温下呈现面心立方(fcc)到体心立方(bcc)的结构转变.     

利用TDGL方法模拟嵌段共聚物链长和浓度对A/B/A-B三组分体系相形态演化的影响

从Flory-Huggins自由能出发,得到了适合TDGL模拟的自由能泛函.在自由能中保留了各序参量的耦合项,并且还保留了链长的信息.利用自由能中的链长的信息,模拟了不同嵌段共聚物链长以及不同浓度下体系的形态变化,在均聚物的链长和浓度确定的条件下,存在一个使体系的相区尺寸最小的最佳嵌段共聚物链长.同时,在嵌段共聚物和均聚物的链长都一定的情况下,研究了不同量的嵌段共聚物对体系相行为的影响,发现嵌段共聚物的浓度不同,体系的结构存在很大的区别.此外,如果均聚物A和B的浓度不同,其相区的结构也不同.     

Logistic Map三维耦合格子模型模拟环带球晶

应用Logistic map三维耦合格子模型对环带球晶进行了模拟. 利用数值计算的方法预测了与实验中环带球晶形貌一致的图案. 对于本体体系, 环带球晶形貌的带宽随Logistic map中可调参量μ的增大而变窄, 随耦合模型中的扩散项系数ε的增大而变宽; 对薄膜体系, 环带球晶形貌的带宽随格子厚度的增加而变宽, 模拟结果与实验结果一致. 同时, 还给出了螺旋状环带结构在三维空间中的形貌.     

线形、梳形和星形高分子静态和动态性质的模拟

以梳形高分子为纽带,基于粗粒化分子动力学模拟方法,研究了线形、梳形和星形拓扑结构高分子的静态和动态性质,以揭示稀溶液中高分子链行为与链拓扑结构依赖关系的一般性规律.研究结果表明,随着线形-梳形-星形的链拓扑结构转变,回转半径的标度关系由仅依赖分子聚合度转变为同时依赖链聚合度与臂数或侧链数.分析了星形高分子和梳形高分子的静态和动态性质的特征规律.星形高分子的臂数增加使其尺寸迅速减小,形状则由长椭球形转变为类球形,且扩散系数也随之增加;其均方回转半径(〈R_g〉)和扩散系数(D)与分子聚合度(N)及臂数(f)的标度规律为〈R_g〉~N~(0.581)f~(-0.402),D~N~(-0.763)f~(0.227).梳形高分子的静态与动态性质与分子聚合度及侧链数的依赖关系为〈R_g〉~N~(0.597)f~(-0.212)(每个支化点只有一条侧链)和〈R_g〉~N~(0.599)f~(-0.316)(每个支化点有多条侧链).     

Preparation of Oxidized Organosolv Lignin⁃based Hydrophilic Sizing Agent and Its Application in Polypropylene北大核心CSCD

The interfacial compatibility of carbon fiber （CF） reinforced composites is the key factor to determine the comprehensive properties of the composites. The sizing agent plays an indispensable role between carbon fibers and matrix resins. Environmentally friendly hydrophilic sizing agent is is a hot research issue to be solved. In this work,the hydrophilic lignin-based sizing agent and carbon fiber reinforced polypropylene （PP） composites are prepared and studied. The lignin is ozonized to increase the reactive group. The obtained lignin reacts with epoxy group to prepare the oxidized organic solvent lignin based epoxy resin（OLBE）. OLBE reacts with alcohol amine and carboxylic acid to obtain the hydrophilic lignin-based sizing agent. KH550 is further added to balance the hygroscopicity of sizing agent. Finally,an oxidized organic solvent lignin-based hydrophilic sizing agent（OLBEDK）with excellent stability was prepared. The CF treated with 2. 5% solid content OLBEDK was only 3. 0 mg. The ILSS,Flexural strength,Flexural modulus and Impact strength of CF/PP composites are increased by 50. 8%,34. 2%,53. 7% and 127. 8%, respectively,compared with those of CF/PP composites without sizing. This is attributed to the π-π conjugation between the benzene ring of lignin and the carbon six-membered ring of CF,and the physical entanglement between the alkyl chain of KH550 and the molecular chain of PP,which enhances the interfacial interaction between CF and PP effectively. © 2022, Science Press (China). All rights reserved.     

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.     

软胶体粒子形成束晶的动力学模拟

利用广义指数模型描述软胶体粒子, 结合分子动力学模拟研究软胶体粒子形成束晶的动力学过程. 通过等温压缩和等密度降温2个不同的过程, 研究了束晶形成过程中结构变化特征和动力学路径对结构的影响规律. 研究发现, 与蒙特卡洛模拟结果相比, 分子动力学模拟得到的结构随着密度的变化有明显的迟滞现象, 这是由于考虑了真实的动力学因素引起的差异. 此外, 在相同温度和压力下通过不同的动力学路径得到的相结构不完全相同, 这是由于动力学形成过程会对相结构产生很大的影响.     

The properties of a single polymer chain in solvent confined in a slit: A molecular dynamics simulation

A single polymer chain in solvent confined in a slit formed by two parallel plates is studied by using molecular dynamics simulation method. The square radii of gyration and diffusion behaviors of polymers are greatly affected by the distance between the two plates, but they do not follow the same way. The chain size decays drastically with increasing h (h is the distance between two plates), until a basin occurs, and a universal h/〈R _g〉₀ dependence for polymer chains with different degrees of polymerization can be obtained. While, for the chain’s diffusion coefficient, it decays monotonously and there is no such basin-like behavior. Furthermore, we studied the radial distribution function of confined polymer chains to explain the reason why there is a difference for the decay behaviors between dynamic properties and static properties. Besides, we also give the degree of confinement dependence of the static scaling exponent for a single polymer chain. Our work provides an efficient way to estimate the dynamics and static properties of confined polymer chains, and also helps us to understand the behavior of polymer chains under confinement.     

嵌段共聚物纳米结构设计的计算机模拟研究

嵌段共聚物在本体或在选择性溶剂中可以通过微相分离或自组装形成各种各样的纳米结构,如层状相、球状、棒状及碟状胶束、双层膜、囊泡、纳米管等.这些纳米结构在药物输送、微电子学、先进材料等领域具有令人瞩目的应用前景.因此,研究嵌段共聚物形成纳米有序结构的过程以及理解复杂纳米结构的形成机理具有非常重要的意义.由于嵌段共聚物纳米聚...     

PP/POE共混物的P-V-T属性及压力对结晶温度的影响

采用PVT膨胀仪研究了PP/POE共混物的P-V-T属性, 利用Tait方程预测其比容和热膨胀系数(α), 研究了压力对结晶温度(Tc)的影响. 结果表明, Tait状态方程可用来预测部分相容的、半结晶PP/POE共混物的PVT行为. PP结晶前后的比容变化比POE的大得多, 随着POE含量的增加, PP/POE共混物结晶前后比容的变化均逐渐减小. PP在熔融状态下的α比固体状态的大, 而POE正好相反. PP/POE共混物的α随温度和压力的变化与其组成密切相关. 随着压力的增高, PP, POE及其PP/POE共混物的结晶温度均呈线性增高的趋势.