聚氨酯固化丙烯酸树脂与水性PVDF的共混相容性研究

分析了一种新型水性PVDF氟碳树脂乳液(FCF-301)的粒径、SEM、红外及核磁氢谱特征,分析表明氟碳乳液为核壳型。为进一步提升其应用性能,采用双组分水性丙烯酸树脂对核壳型水性PVDF进行复合改性。其中,树脂的共混相容性是复合改性的关键要素。通过SEM、FT-IR、DSC对溶液铸膜法制备的共混薄膜表征结果对比可知:聚氨酯固化丙烯酸树脂A2470与水性PVDF树脂FCF-301共混呈部分相容:其海岛结构相分离现象少,且相界面模糊;与碳氟键相关的红外吸收峰有一定程度迁移;共混薄膜材料中水性PVDF树脂FCF-301熔点向低温方向迁移-5 ℃,为备选双组分共混相容体系中最优。     

医用橡胶中无毒增塑剂ATBC的应用

主要研究了无毒增塑剂乙酰柠檬酸三正丁酯(ATBC),实验中胶料采用丁腈橡胶,主要考察ATBC与DOP(邻苯二甲酸二辛酯)的对比,以及ATBC在医用橡胶应用中对DOP的取代作用。实验表明ATBC因其无毒等优质特性,可替代DOP应用于医用橡胶制品中。     

环保型增塑剂ATBC在NBR中的应用研究

研究了乙酰柠檬酸正三丁酯(ATBC)对丁腈橡胶混炼胶硫化特性和硫化胶力学性能的影响,并与增塑剂邻苯二甲酸二辛酯(DOP)的增塑性能进行了对比。结果表明,添加增塑剂ATBC能够降低混炼胶的粘度和硫化胶力学性能。与增塑剂DOP相比,添加增塑剂ATBC的硫化胶增塑效果、耐低温性能以及力学性能均较高。在实验条件下,添加增塑剂DOP的胶料热稳定性要好于增塑剂ATBC。     

石墨烯/聚苯胺纳米复合材料界面相互作用的分子动力学模拟

石墨烯具有独特的二维结构和优异的力学、电学性能,将其与聚苯胺复合得到的石墨烯/聚苯胺(Gr/PANI)纳米复合材料在微波吸收、超级电容、电子器件等领域具有广泛的应用前景。为研究Gr/PANI纳米复合材料界面相互作用的微观机理,利用分子动力学方法考察了Gr/PANI体系的相互作用能、相互作用构型以及石墨烯与PANI之间的对关联函数。温度、能量演化曲线和相互作用能分析表明,Gr/PANI体系在较短的时间内达到平衡,Gr/PANI体系为热力学稳定体系。相互作用构型显示PANI分子与石墨烯之间存在较强的相互吸引作用。对关联函数分析表明,Gr/PANI纳米复合材料界面存在近程强非键相互作用,较强的界面相互作用主要源于石墨烯与PANI都具有sp²杂化的π共轭结构。     

膜材料与生物分子相互作用的分子模拟

以生物分子的膜过滤过程为应用背景,采用分子模拟方法考察不同结构的单体分子对膜表面电位、膜与生物分子相互作用能的影响,以此为基础选择适宜的单体分子进行膜改性以降低因吸附生物分子而导致的膜污染.以氨基酸和二肽为例,采用Hyperchem软件计算考察了丙烯酸、季铵盐及它们的衍生物分子进行膜改性时的效果及其用于生物分子膜过滤时的适宜操作条件.模拟计算结果与实验结果吻合,有关相互作用能的计算结果也与前期实验结果相符.本研究显示出分子模拟技术在分离材料设计和分离过程优化方面所具有的良好应用前景.     

RGD与特定形貌金红石表面相互作用的分子动力学模拟

精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（Arg-Gly-Asp,RGD）序列是细胞膜整合素受体与细胞外配体相结合的识别位点,利用其对材料表面进行仿生修饰可以提高植入体的生物相容性。采用全原子分子动力学方法,模拟研究了RGD与理想和具有不同深度凹槽结构的金红石型TiO₂（110）表面的结合模式和结合稳定性。研究结果表明,在纯水环境下,RGD在金红石表面存在锚定点是该序列中带负电的羧基基团与表面Ti原子直接键合的前提。凹槽侧壁表层的不饱和原子是RGD形成吸附的潜在作用点,故在金红石表面引入凹槽结构能在一定程度上影响该序列同基底之间的结合模式。当RGD通过羧基基团与槽底原子稳定键合之后,若剩余部分的长度足以触及至槽壁区域,则肽链中带正电的氨基或胍基基团与槽壁原子形成氢键的概率较大;若RGD通过两侧末端基团分别同槽底形成了稳定作用,则会显著抑制该序列与槽壁原子之间氢键的形成。RGD序列同金红石表面结合作用的强弱取决于结合点的数量以及相互作用的具体类型。     

离子液体中胰岛素结构稳定性的分子动力学模拟

离子液体作为一种新型绿色溶剂,由于其独特的物理化学性质,被广泛应用于蛋白质的稳定性研究。选用热敏性蛋白药物胰岛素作为研究对象,采用分子动力学模拟方法,从分子层面上研究不同种类的离子液体对胰岛素结构的稳定效果。结果表明,与纯水体系相比,在常温下离子液体能够有效地稳定胰岛素的分子结构,且体系中阴离子的氢键碱性越弱,阳离子的烷基链越短,对胰岛素分子结构的稳定作用越强。并深入分析不同烷基链长度的二氰胺类离子液体与胰岛素之间的相互作用,发现相较于长烷基链离子液体,短烷基链离子液体与胰岛素之间的相互作用更强,揭示了后者能更好地维持和稳定胰岛蛋白的分子结构。     

SiO2/聚丙烯酰胺核壳结构复合材料的分子动力学模拟

为了研究交联剂用量及温度对SiO₂/聚丙烯酰胺（PAM）复合材料力学性能和SiO₂和聚丙烯酰胺（PAM）相互作用的影响,首先利用Materials Studio软件构建N,N'-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）用量不同的SiO₂/PAM复合材料模型,接着利用分子动力学（MD）模拟计算了复合材料的力学性能、无机相与有机相的相互作用能和聚合物链的均方位移。结果表明,聚合物的交联显著提高了复合材料的力学性能,该复合材料均有良好的延展性,适当地交联聚合物可以改善复合材料的延展性,适当地升温可以增强复合材料的韧性;适当地交联和升温可以增强无机相及有机相之间的相互作用。复合材料中无机相与有机相之间的静电能是相互作用能的主要组成部分。相互作用能越强,复合材料的模量越大;复合材料中聚合物链的流动性由相互作用及聚合物网络结构共同决定,温度是影响其流动性的主要因素。     

褐煤与水微观相互作用的分子机制：多尺度分子模拟

煤与水的表面相互作用是洁净煤技术领域的重要科学问题之一。然而,褐煤与水的相互作用是一个复杂的物理化学过程,其微观机制在原子尺度和电子结构方面仍不明确。尤其缺乏褐煤中不同官能团与水之间相互作用能量、稳定性结构特征、相互作用本质的系统考察。基于多尺度分子模拟研究了褐煤与水微观相互作用的分子机制。基于量子化学计算重点考察典型褐煤模型结构中不同官能团与单分子水的相互作用,获得水分子在褐煤不同位点吸附的局域极小构象,以及稳定吸附构象的几何结构特征。基于独立梯度模型的直观绘景阐释了褐煤与水分子之间的相互作用形式主要为范德华作用和氢键。借助能量分解分析方法定量描述并确定了静电作用是稳定煤-水相互作用的最主要因素。此外,还基于分子动力学模拟揭示了不同数量褐煤分子与大量水分子相互作用的组装行为和演化特征,阐明了褐煤分子结构在大量水中的团聚现象。分子动力学模拟结果同样印证了褐煤和水分子主要以静电作用结合。     

离子液体[bmim][Tf2N]的分子动力学模拟

建立了离子液体1-正丁基3-甲基咪唑双（三氟甲基磺酰基）酰亚胺（[bmim][Tf₂N]）的全原子模型,并分别在五种不同的温度和五种不同的压力下对其进行了分子动力学模拟。将[bmim][Tf₂N]密度的模拟结果与实验结果进行了比较,两者吻合良好,验证了模型准确性。此外,还对[bmim][Tf₂N]内部的相互作用能随温度和压力的变化规律进行了分析,结果表明：离子液体内部的库仑能、范德华能、长程作用能均随温度的升高而增加,系统达到平衡所需时间随之变短;相对温度而言,压力对离子液体内部相互作用能的影响较小;在各种相互作用能中,范德华能随温度和压力的变化最大;温度和压力对离子液体的构型不会产生影响。     

亲水化PVDF膜研究进展

介绍了一系列PVDF膜的亲水改性方法,分析了物理共混改性和膜表面涂覆及修饰改性的特点及效果。     

PVDF超滤膜的改性研究进展

随着PVDF超滤膜应用领域的不断扩大,对PVDF超滤膜材料的性能要求也日益提高,尤其是在提高膜的亲水性、抗污染性和机械强度方面。本文介绍了近期国内外PVDF超滤膜共混改性和接枝改性研究进展,最后对今后PVDF改性研究方向提出了建议。     

应用于锂离子电池的PVDF树脂

<正>2010年2月2～5日在德国Mainz召开的先进汽车电池会议上,阿科玛公司正式推出经专门设计应用于锂离子电池的KynarPVDF树脂。阿科玛公司应用于锂离子电池新的黏合剂Kynar HSV 900     

乙烷丙烷单独及混合裂解相互作用机理的模拟研究

作者提出了将分子模拟和自建的一维工艺数学模型模拟计算相结合的研究速度快,结果详细的新的烃类热裂解自由基反应机理的理论研究方法。并以乙烷、丙烷及混合物相互作用机理的研究为例对该方法进行了论证。结果表明,该方法可以得到与实验研究相同的乙烷、丙烷的反应机理,并对研究较困难的乙烷和丙烷相互作用机理进行了详细研究,揭示了不同自由基相互作用的规律,同时也证明该方法是可行的。     

蒙皂石/PVDF与LiC1/PVDF微孔膜性能的异同

研究了蒙皂石(MMT)、LiCl两种成孔添加剂对PVDF膜性能的影响.无论哪种添加剂都会使铸膜液黏度增加,且有利于膜的成形.但PVDF/蒙皂石/DMAC黏度符合假塑性流体的特性,因而可改善材料的可加工性;PVDF/LiCl/DMAC黏度符合膨胀性流体的特性.从相图看,均改变了双节的位置,对非溶剂的容纳能力降低,Licl作为添加剂较MMT有更强的致凝胶作用;用正交试验证明了在10℃的凝胶浴温度下PVDF,MMT、LiCl分别为14%、7%、0%时对PEG20000的截留率最大可达95.23%;在25℃的凝胶浴温度下PVDF、MMT、LiCl分别为10%、0%、5%时对油水混合物的截留率最大可达90.56%;DSC测试表明,MMT为添加剂的PVDF膜结晶度低于LiCl为添加剂的PVDF膜,但从TG图知前者的质量分解量低于后者,说明它的热稳定性较强.     

聚合物相互作用及力学性能的分子动力学模拟

通过对聚合物进行分子动力学模拟,分析其结合能、非键能、均方位移、力学性能以及扩散系数     

氨基酸扩散系数的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟的方法模拟了298. 15 K正则系综下甘氨酸、丙氨酸等12种氨基酸在水中的扩散过程，扩散系数的计算采用微分-区限变分法。计算结果表明：相同浓度下按不同分子数样本计算得到的扩散系数有较大差别，且分子数越多则模拟结果越接近于实验值。5种氨基酸在水中的扩散系数与文献值相对比，误差小于7%。还用同样的方法模拟了氧气在水中的扩散过程，模拟结果与实验结果吻合也较好。实验表明采用分子模拟手段可以获得具有工业应用价值的扩散系数，从而有助于计算传质学的发展。