POE/PA共混物性能的分子动力学与介观动力学模拟

为了预测聚烯烃弹性体(POE)与不同聚酰胺(PA6、PA11和PA1010)的相容性及共混物的力学性能和介观形貌,采用分子动力学(MD)和介观动力学(MesoDyn)模拟方法对不同种类的POE/PA共混物进行了研究。结果表明,3种共混体系中PA11/POE共混物的拉伸模量、体积模量及剪切模量都较小,韧性比较好,力学性能和结合能最好;MesoDyn模拟结果表明,PA11与POE相容性最好。本模拟方法可以作为预测聚合物共混物性能的有利工具,也可以为高聚物配方设计提供理论参考。     

PP/PA11共混物相容性的介观动力学模拟

采用分子动力学模拟方法研究了聚丙烯（PP）/尼龙11（PA11）共混物的相互作用参数,并将其转化为介观动力学MesoDyn模拟的输入参数。MesoDyn模拟研究了PP和PA11介观相分离行为,得到了共混物的介观形貌与动力学演变过程。结果表明,通过比较混合物的有序度参数的大小可以判断混合物的相容性,当PP/PA11为90...     

HTPB/增塑剂共混物的介观动力学模拟

高分子粘接剂与小分子增塑剂癸二酸二辛酯(DOS)的相分离会严重影响端羟基聚丁二烯(HTPB)固体推进剂的使用性能.文中应用分子动力学(MD)和介现动力学(MesoDyn)模拟方法研究了不同增塑剂含量和温度对HTPB/DOS共混物的相容性和介现形貌的影响.结果表明,在室温时当增塑剂DOS的含量为6%时,HIPB和DOS的...     

杜仲胶/天然橡胶共混物的分子动力学模拟和耗散粒子动力学模拟

应用分子动力学(MD)和耗散粒子动力学(DPD)模拟方法对杜仲胶(TPI)、天然橡胶(NR)的相容性进行了研究.采用MD模拟方法,在COMPASS力场下,对纯物质在不同聚合度下的溶度参数、一系列共混比的TPI/NR共混物内聚能密度、Flory- Huggins作用参数进行了模拟计算,确定了纯物质单链的聚合度,经判断各比例共混物的相容性均较好;采用DPD模拟方法对TPI/NR共混体系的相结构进行了研究,从等密度图可以进一步判断共混体系的相容性;分析比较两种纯物质的径向分布函数,揭示了其相互作用的本质;经过分析比较静态力学性能,发现共混比为1/3的TPI/NR共混物性能最佳,其结论与实验结果一致.     

原位交联改性PP/POE共混物的等温结晶行为

采用热塑性聚烯烃弹性体(POE)作为增韧材料,以过氧化二异丙苯(DCP)为交联剂制备了PP/POE共混物。利用差示扫描量热仪(DSC)和偏光显微镜(PLM)研究了PP/POE共混物等温结晶行为,并用Avrami方程分析了PP/POE共混物结晶动力学。结果表明,POE的加入能起到异相成核的作用,加快了PP的结晶成核速率。Avrami指数在1.93～3.09,DCP的引入对聚丙烯(PP)的成核与生长机理影响不大,但其原位交联作用阻碍了PP分子链的运动,使得PP结晶速率降低,结晶时间延长。     

PA6/PA6IcoT相容共混物的结晶行为

采用差示扫描量热法研究了熔融共混聚己内酰胺/聚对(间)苯二甲酸己二胺(PA6/PA6IcoT)相容体系的结晶温度、结晶程度以及结晶动力学,并通过热台偏光显微镜、广角X射线衍射仪观察了PA6/PA6IcoT共混体系的结晶相形态和晶体结构。结果表明,共混物的结晶行为与其组成、结晶温度区域密切相关。在非等温结晶时,随着非晶态PA6IcoT含量的增加,PA6相的相对结晶度增加,部分晶体结构由γ晶型转变为较完善的α晶型。在较高温度区域结晶时,少量的PA6IcoT就能使串并的晶核分开,形成大量微小晶粒。当PA6IcoT含量继续增加时,球晶数目会减少但尺寸增大。等温结晶动力学研究发现,结晶速度随PA6IcoT含量的提高而下降,Avrami指数值在4.5～6之间,并随着结晶温度升高而增大。     

含能增塑剂Bu-NENA与黏结剂共混体系的介观动力学模拟

采用介观动力学（MesoDyn）模拟方法对比研究了含能增塑剂丁基硝氧乙基硝胺(Bu-NENA)与端羟基聚醚（HTPE）、聚叠氮缩水甘油醚（GAP）共混体系的相结构及其相演变过程和影响因素,用共混实验对Bu-NENA与HTPE、GAP的相容性进行了观察。模拟结果表明:Bu-NENA与HTPE、GAP均具有较好的混溶性,且Bu-NENA与HTPE的混溶性优于Bu-NENA与GAP,与混溶性实验的结果一致。25 ℃条件下,HTPE/Bu-NENA混合体系中Bu-NENA质量分数在50%以下时,HTPE和Bu-NENA混溶性较好;GAP/Bu-NENA混合体系中Bu-NENA质量分数在50%时,GAP和Bu-NENA的混溶性较其他比例时差。但在GAP/Bu-NENA 混合体系中,GAP和Bu-NENA的有序度参数P均较小,接近于0, GAP/Bu-NENA 混合体系混溶性良好;Bu-NENA 的质量分数对GAP/Bu-NENA 混合体系混溶性影响不大。     

纤维素/聚醚砜共混物激光烧结弹性性能的分子动力学模拟

为提高选择性激光烧结(SLS)木塑复合粉末的成形件的力学强度,设计出可用于该项技术木塑复合粉末的新配方,制备了纤维素/聚醚砜(PES)和纤维素/聚丙烯(PP) 2种木塑复合粉末。利用分子力学和分子动力学模拟方法对纤维素/PES和纤维素/PP共混物进行共混计算,求得了纤维素分别与PES、PP的结合能分布曲线。通过建立不同质量比的纤维素/PES共混物分子模型,计算其Flory-Huggins相互作用参数和静态弹性性能,得到了纤维素含量对共混物弹性性能的影响;为验证模拟结果进行了纤维素/PES和纤维素/PP共混物的激光烧结实验。结果表明:相比较纤维素/PP复合粉末,纤维素与PES相容性更好,适用于选择性激光烧结技术;当纤维素加入质量分数为20%~25%时,材料的相容性达到最佳状态;所构建的纤维素/PES共混物模型可用于预测成形材料的弹性性能。      

PA6/LDPE共混物的结构调控及纳米纤维的制备

以聚乙烯接枝马来酸酐(PE-g-MAH)作为反应型增容剂,采用熔体共混直接纺丝法制备聚己内酰胺(PA6)/低密度聚乙烯(LDPE)共混纤维,通过毛细管流变仪、扫描电镜(SEM)和差示扫描量热(DSC)测试,研究了共混物的熔体黏度比、相容剂的含量以及循环共混时间对PA6在LDPE基体中分散形态以及对最终制备出的PA6纳米纤维结构的影响。结果表明,随着相容剂含量的增加和循环共混时间的延长,PA6分散相的尺寸先减小后增大。在PA6质量分数为55%、相容剂质量分数为3.5%以及16min的循环混合时间条件下,可制备出直径在80 nm～190 nm范围内的PA6纳米纤维。     

PET/PLA共混物中小分子扩散行为的分子动力学模拟

采用分子动力学(MD)模拟方法研究了O2、CO2小分子在不同质量比(90/10、70/30、50/50、30/70和10/90)聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)/聚乳酸(PLA)共混物中的扩散行为,基于Einstein关系式计算了小分子在共混物中的扩散系数。讨论了不同探针半径对自由体积分数(FFV)的影响以及自由体积分数与扩散系数的关系。研究结果表明,探针半径越大,自由体积分数越小;扩散分子的动力学半径越小,在同一比例PET/PLA共混物中的扩散系数越大,与自由体积理论取得统一。当PET/PLA共混物质量比为70/30时共混物的阻隔性能最好。     

超声辐照作用下PP/POE共混体系结构与性能的研究

研究了超声辐照对PP/POE共混体系的挤出加工流变行为、力学性能及结晶行为的影响。结果表明:在超声辐照作用下PP/POE共混体系的熔体表观黏度随超声功率的增加而减小,超声辐照能降低口模压力,提高挤出物产量。适宜功率的超声辐照有助于POE粒子的破碎和在PP基体中的均匀分散,改善二者相容性,提高了共混体系的冲击性能。     

热空气老化对LDPE/POE共混物结晶行为和力学性能的影响

在70℃条件下,对低密度聚乙烯(LDPE)/聚烯烃弹性体(POE)共混物进行八周热空气老化试验,通过差示扫描量热法(DSC)和宽角X射线衍射(WAXD)表征了共混物结晶行为的变化,研究了热空气老化对共混物力学性能的影响。w(POE)为30%的共混物具有优异的耐热氧老化性能,在老化前期,其断裂伸长率有所增加,在老化后期才略有下降,而拉伸强度则基本不变。热空气老化对共混物结晶行为产生明显的影响,且结晶行为的变化主要在老化前期完成。经过热空气老化,部分在制备过程中形成的不完善晶体重新结晶,晶粒尺寸逐渐变大,提高了LDPE结晶的完善性。     

采用β成核动态硫化PP/EPDM共混物增韧聚丙烯

采用β成核的动态硫化iPP/EPDM共混物即热塑性硫化胶(TPV)改性聚丙烯,并与通用增韧剂聚烯烃弹性体(POE)、三元乙丙橡胶(EPDM)增韧聚丙烯进行比较,考察了增韧体系的力学性能、热性能和相形态.结果表明,随增韧剂含量的增加,增韧体系的拉伸屈服强度和弯曲模量均有所下降,而冲击强度提高.TPV改性体系的强度、模量和...     

PET/PLA共混物相容性的分子动力学模拟

采用分子动力学(MD)模拟方法在COMPASS力场下,研究了不同质量比(90/10、70/30、50/50、30/70和10/90)聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)/聚乳酸(PLA)共混物的相容性。研究结果表明,不同比例下共混物的Flory-Huggins相互作用参数(χ)均小于χcritical,可以预测PET与PLA两者具有良好的的相容性。对不同比例的PET/PLA共混物中C-C原子对分子间径向分布函数的分析进一步证明PET/PLA共混物是相容的。通过分析共混物中不同组分羰基上的O和羟基上的H原子对分子间径向分布函数发现,PET和PLA分子链间可以形成C=O…H-O氢键,有利于其共混物形成相容体系。     

路易斯酸用量对POE/PS间Friedel-Crafts烷基化反应及共混物力学性能的影响

用IR,DSC,GPC研究了聚苯乙烯(PS)与聚烯烃弹性体(POE)大分子之间的F riede l-crafts烷基化反应。结果表明:在无水A lC l3催化作用下,PS与POE间可发生质子取代反应生成接枝共聚物POE-g-PS,其接枝百分比随A lC l3用量增加先上升后下降;过量的催化剂会导致聚合物降解;接枝共聚物对POE/PS共混物具有明显的就地增容作用,对于POE/PS/A lC l3=50/50/0.2(质量比)共混物,其拉伸强度与简单共混体系相比,提高了4倍,断裂伸长率提高了10倍。     

PA6/PTT共混物的吸水性和力学性能

由螺杆挤出机制备了尼龙6(PA6)和聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)的共混物PA6/PTT。通过浸水实验,结合扫描电镜观察和热分析,研究了不同组分PA6/PTT共混物的吸水性能,并进行了相关力学性能测试。结果表明,PA6/PTT共混物吸水率随PTT含量增加而减小,即PTT的加入有效抑制了PA6的吸水率;在相同吸水条件下,PA6/PTT共混物的一般力学性能明显优于PA6,当PTT含量为20%时,共混物吸水后的拉伸、弯曲强度分别较PA6提高了20.98%和71.73%。     

PP/POE共混物的热行为与晶态结构

采用双螺杆挤出机熔融共混制备了不同组成的聚丙烯(PP)/乙烯-辛烯弹性体(POE)共混物,利用差示扫描量热仪、偏光显微镜和广角X射线衍射系统研究了共混物的热行为与晶态结构。结果表明PP与POE之间具有一定的相容性,POE的异相成核作用提高了共混物中PP的结晶温度和结晶速率,有效地诱导β晶型PP的形成,增大了共混物中α晶型和β晶型PP的晶面表观厚度。另一方面,由于POE与PP之间存在较强的相互作用,POE大分子链使PP分子链的扩散和堆积受阻,从而导致PP/POE共混物总结晶度的降低。     

膨胀阻燃剂的分布对PBS/TPU共混物阻燃性能的影响

以聚磷酸铵(APP)和季戊四醇(PER)为原料组成的膨胀阻燃剂(IFR),以热塑性聚氨酯弹性体(TPU)为聚合物成炭剂,采用熔融共混法对聚丁二酸丁二醇酯(PBS)进行阻燃改性,并考察IFR分布位置对PBS/TPU共混物阻燃性能的影响。通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧、锥形量热分析、热重分析、流变性能测试和扫描电子显微镜(SEM)等对PBS/TPU/IFR阻燃复合材料进行了测试与表征。结果表明：成炭剂TPU的加入,可显著地提高PBS/IFR共混体系的阻燃性能,如当体系中不含TPU时,IFR含量为20%时,PBS/IFR共混体系的LOI为20.0%,UL 94垂直燃烧等级为无等级;而当体系中加入TPU后,不管IFR分布位置如何,其LOI可达28%左右,UL 94垂直燃烧等级为V-2。在IFR含量为25%时,IFR的分布位置对阻燃性能也有影响,当IFR直接分布于PBS相时,其UL 94垂直燃烧等级为V-0,优于IFR分布于TPU相的V-2级。     

PA6/SEBS/PP-g-MAH的共混改性

用双螺杆挤出机对PA6用SEBS和SEBS／PP-g-MAH进行共混改性,PA6／SEBS／PP-g-MAH比PA6／SEBS的力学性能如拉伸强度、弯曲强度和冲击强度都有不同程度的提高;PA6／SEBS／PP-g-MAH比PA6／SEBS、PA6的吸水率有较大幅度降低;用扫描电镜(SEM)研究了PA6／SEBS／PP-g-MAH争PA6／SEBS样品的冲击断面,PA6／SEBS／PP-g-MAH中SEBS分散相粒子半径远比PA6／SEBS中SEBS分散相粒子半径小争均匀,这表明PA6／SEBS／PP-g-MAH改性后的PA6与SEBS的相容性有很大的改善。