一、Flory状态方程理论研究PS/PMMA/SAN相行为(论文文献综述)
张少锋[1](2020)在《多相聚合物相结构对超临界二氧化碳发泡行为的影响》文中指出聚合物泡沫是以聚合物为基体,气体为分散相(闭孔结构)或共连续相结构(开孔结构)的聚合物复合材料。聚合物泡沫材料的发明和发展背后的基本驱动力是其能够在不影响性能的前提下利用仿生多孔结构降低材料的密度,从而达到轻量化的目的。这类性能优异的聚合物材料在我们的生活中具有广泛的应用领域,如:阻尼材料、隔音材料、风车叶片、飞行器填充材料、汽车减震材料以及产品包装等等。在实际的应用中,不同的应用领域对于泡沫材料的泡孔结构有不同的要求,因为聚合物泡沫的泡孔结构对泡沫材料的性能有很大的影响。随着近些年来,社会对于低能源消耗、绿色化学的要求越来越高,使得绿色无污染的超临界CO2(sc-CO2)作为物理发泡剂的发泡工艺备受关注。所以如何通过sc-CO2发泡工艺制备出具有可控泡孔结构的泡沫材料进而实现材料性能的可控化是当前研究的热点问题。通用聚合物,如:聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS),大量用于实际生活、生产中,探索制备这类发泡材料的新途径实现高性能化就显示十分有必要。本文以研究含有PE、PS两种组分的多相聚合物体系的发泡行为为起点,探索了聚合物相结构(微相、宏观相)对其sc-CO2发泡行为的影响,尝试从分子链设计的角度解决我们所需要的多孔材料的结构设计问题。本文具体的研究内容及结果如下:1、首先利用具有不同微相分离结构的杂臂梳形接枝共聚物PS-cb-(PS/PE)(PS含量(体积)为主)进行了 sc-CO2间歇式发泡,探究了微相分离结构在聚合物不同结晶状态时对其发泡行为的影响。我们发现,聚合物的发泡行为与其微相结构以及发泡样品的结晶状态密切相关。当发泡温度较低时(≤70℃),具有层状相结构的接枝共聚物在发泡的过程中由于层状PE结晶相的束缚会出现泡孔的受限长大和破裂,从而容易形成由纳米纤维组成的双峰纳米孔结构;而以PS为连续相的柱状相结构的接枝共聚物PS-cb-(PS/PE-3),形成了尺寸较大的双峰泡孔结构,泡孔的开孔程度降低,在纳米纤维几乎消失的情况下,却出现了大量的纳米结构区域。当发泡温度较高时(≥70℃),随着发泡温度的升高,泡孔尺寸增大,泡孔密度减小。此外,随着发泡温度的升高,泡孔结构出现了由开孔结构到闭孔结构的转变(尤其是层状相),而且泡孔壁变得更加光滑。当发泡温度更高时(>90℃),聚合物的熔体强度随发泡温度的升高而变小,使得聚合物基体对泡孔生长的控制力变差,导致聚合物的发泡性能变差。发泡温度为90℃时,所得到的泡沫的膨胀率最大,泡孔壁最薄,泡孔形貌最均匀。同时,随着聚合物的相结构由层状微相分离结构转变为柱状微相分离结构,样品的泡孔尺寸逐渐变大。2、利用具有渐变微相分离结构的接枝密度为35~39%的嵌段梳形接枝共聚物PS-cb-(PS-b-PE)(PE含量(体积)为主)进行了 sc-CO2发泡,以探究这种拓扑结构的共聚物中微相分离结构对聚合物发泡行为的影响。实验结果表明共聚物的超临界CO2发泡行为受到共聚物的微相分离结构和侧链结晶结构的强烈影响。在发泡温度较低时(远低于熔融峰温度),大量支链结晶在该状态下(如60℃)并未熔化,聚合物表现出受限空间发泡行为。具有球状相和柱状相微相分离结构的共聚物在快速泄压过程中受到PE结晶相的限制,在非晶态区域(主要是PS相)形成了纳米孔结构;当微相分离结构由球状微相结构转变为层状微相结构时,样品则表现出受限的带状分布的泡孔形貌。在发泡温度较高时(如90℃),共聚物的微相分离结构对其发泡行为和泡孔结构起着关键作用。当样品的微相分离结构逐渐由球状微相结构转变为层状微相结构时,样品弹性增加。泡孔形貌变得更加均匀,泡孔尺寸逐渐减小,泡孔密度逐渐增大。相比较,层状微相分离结构的共聚物具有更宽的可发泡温度窗口。3、采用均相结构的高支链密度的梳形共聚物PS-cb-PE和球状微相分离结构的接枝共聚物PE-g-PS进行溶液共混制备了宏观相结构渐变的聚合物合金,研究了具有微相分离结构的接枝共聚物中引入宏观相分离结构对聚合物性能的影响。共混物随着PS体积分数的增大,样品的宏观相结构逐渐由双连续相转变为海岛相,微相分离结构、结晶行为、流变性能和发泡性能均发生变化。因为少量PE-g-PS的插入影响了 PS-cb-PE中PE部分的结晶,两个双连续相样品表现出比PS-cb-PE更低的熔点,海岛相样品具有比PE-g-PS低的熔点的原因类似。由于分子链的相互作用和宏观相结构的引入,使得共混样品的流变性能得到了显着改善。尤其是共混样品S1/S2-2、S1/S2-3,在低频区表现出了储能模量几乎等于损耗模量的现象。sc-CO2发泡中,在低温(80℃及以下)发泡时,受PE相结晶的影响,样品主要表现出宏观相结构内的受限空间发泡现象。在相界面促进成核的同时,PE结晶相也增加了样品泡孔生长的束缚力。在高温(100℃及以上)发泡时,样品从双连续相逐渐转变为海岛相时,样品中PE-g-PS组分的增加明显改善了其发泡性能。同时通过宏观相结构的引入也得使样品S1/S2-2、S1/S2-3在更高的110℃发泡时获得了更均匀的泡孔形貌。4、利用共聚物 PS-cb-(PS/PE)、PS-cb-(PS-b-PE)以及 PS-b-PE 作为增容剂,我们研究了不同拓扑结构共聚物对LLDPE/PS共混物的增容作用。并进行了超临界CO2发泡研究,探究了增容作用对共混体系的发泡行为的影响。与线性两嵌段共聚物相比,梳形共聚物表现出了更好的增容效果。三种拓扑结构的共聚物增容剂中,PS-cb-(PS-b-PE)所增容的共混物具有最好的机械性能和相形貌。另外,具有支化结构的共聚物增容体系拥有优异的超临界CO2发泡性能。同时,还探索了纳米炭黑(CB)增容LLDPE/PS共混物体系发泡过程中,温度和相结构对其发泡行为的影响。我们发现在共混体系为双连续相结构的时候,发泡温度对于能够明显提升共混物发泡性能的临界CB纳米粒子添加量有明显的影响;而对于海岛相结构样品来说,CB含量除了影响泡孔尺寸外,体系发泡行为并没有明显改变。
管跃[2](2019)在《紫外光照对PS-AA-PMMA及其三元混合物相行为的影响研究》文中研究说明随着科技的发展和社会的进步,自组装嵌段共聚物在工业制造技术和人们的日常生活中被广泛应用。它能够将两个或多个性能优异的聚合物连接在一起,并自主装形成丰富的微结构,而这些结构对于微加工技术和纳米材料的制备技术的发展有极大的促进作用。这吸引了大量科研人员研究的目光,使其成为了高分子研究领域的一个热门研究对象。本论文中,我们使用依赖于时间的金兹堡朗道方程(Time Dependent Ginzburg-Landau Equation,TDGL方程)模拟研究了紫外光照对PS-AA-PMMA及其三元混合物微结构的影响,分析了微结构变化的原因。首先模拟研究了紫外光照下PS-A和PMMA-A的动力学过程,其中-A是指在高分子链上官能化蒽键。通过对序参数的设计,使TDGL方程对嵌段共聚物成分比例L可模拟的范围从0.4—0.6扩展为0—1。L?0.3或L?0.7和L=0.5时分别能够得到圆珠状和长条状的PS-AA-PMMA,L=0.4或L=0.6时圆珠状和条状结构共同存在;增强光照强度能够使得PS-AA-PMMA的结构变得更加有序,尺寸变小。在三元系统中,设置了一个光强较弱的紫外光当作背景光照射在整个模拟区域内,同时设置了几个光照强度相对较强的矩形区域。结果显示,矩形区域中的光照强度与背景光照强度相同时,椭圆状的X相(X可以为SiO2或TiO2等)会随机分布在层状的PS-AA-PMMA之中,并逐渐聚集在一起。当矩形区域的光照更强时,X相便会聚集到矩形区域内,形成规整的矩形。同时通过改变矩形区域的间距和背景紫外光照强度,能够在规整的X相中得到周期性层状分布的嵌段共聚物PS-AA-PMMA。之后我们模拟研究了紫外光照耦合化学模板作用下不同成分比例的PS-AA-PMMA微结构的变化。在嵌段共聚物底部增加了一个周期性的条纹衬底,从而控制了嵌段共聚物PS-AA-PMMA的定向自组装形成了大面积规则有序无缺陷的长条状和圆珠状的微结构。最后在三维模型中模拟研究紫外光照耦合剪切流场作用下嵌段共聚物PS-AA-PMMA微结构的变化。研究表明,在成分比例L=0.2时,随着剪切速率的增加,嵌段共聚物会从平行六方结构的圆柱相转变为垂直六方结构的圆柱相;在成分比例L=0.3时,随着剪切速率的增加,体系会从垂直六方结构的圆柱相转变为平行六方结构的圆柱相。同时,当剪切速率继续增大之后,模拟结果展示了六方结构的圆柱相转变为层状相的动力学过程。结果也表明了,在一定大的剪切速率作用下,通过改变嵌段共聚物成分的比例可以得到不同宽度的层状相。本文的模拟结果对于如何获得长程有序无缺陷结构的嵌段共聚物的研究提供了理论支持,为实现该材料在微电子器件制造和微纳材料制备中的应用提供了帮助。
沈洁清[3](2019)在《聚甲醛(POM)/聚丁二酸丁二醇酯(PBSU)共混体系相容性、结构及性能的研究》文中进行了进一步梳理相容结晶/结晶性聚合物共混体系由于其丰富的结晶形貌和复杂的微观结构,近年来备受研究人员的关注。本文首次制备了聚甲醛(POM)/聚丁二酸丁二醇酯(PBSU)共混物,对其相容性、结晶行为和力学性能展开了系统研究。此外,通过剪切场作用,制备了具有取向平行的环带球晶结构的薄膜,对其形成机理以及表面润湿性能进行了探讨。论文的主要研究内容包括:第一部分,POM/PBSU共混体系的相容性研究POM/PBSU共混物在熔体状态时相容,呈均一熔体,其相容性来自于POM分子链中的亚甲基与PBSU分子中羰基的相互作用。共混物从熔体冷却降温时,两组分分别结晶,形成晶纤相互穿插(interfibrillar)的结构。共混物因此表现出两个相互靠近的玻璃化转变温度,分别对应于两种晶纤的无定型区分子链的松弛。第二部分,POM/PBSU共混体系的结晶行为研究由于POM和PBSU较大的熔点差距,该共混体系表现典型的分步结晶的结晶行为。在从均一熔体降温的过程中,POM首先结晶形成充满熔体的环带球晶。共混物中POM环带球晶的生长速率和环带间距受共混物组成的影响。在POM结晶完全后继续降温,PBSU开始结晶,当PBSU含量大于50 wt%时,相较于纯PBSU,由于POM晶体对PBSU的成核作用,共混物中PBSU的结晶速率明显加快;而当PBSU含量低于50 wt%时,由于共混物中PBSU连续度的降低,PBSU结晶受到限制,其结晶速率逐渐降低,甚至不发生结晶。第三部分,POM/PBSU共混体系的力学性能研究POM/PBSU共混物中,当POM含量大于30 wt%时,PBSU能够提高POM的韧性,POM能够提高PBSU的使用温度。当共混物中POM含量为3―10 wt%,样品表现出弱而脆的力学性能。在此含量范围内的共混物中,POM能够在共混物基体中形成松散而完善的晶体框架。由于POM晶体对PBSU的成核作用,PBSU在该晶体框架中结晶形成尺寸较小且相互联系较弱的球晶。此时,外力主要作用于脆弱的POM晶体框架,而PBSU基体不承担外力,使得整体的力学性能较脆。当共混物中POM含量为1 wt%时,由于POM含量极低,POM在共混物中只能形成微小的碎晶,对PBSU的成核作用较弱,此时样品的力学性能接近于纯PBSU,表现出良好的韧性和延展性。第四部分,取向平行的环带球晶结构及其应用研究利用剪切场作用,在POM/PBSU共混物薄膜表面成功制备了大面积的取向平行的环带球晶结构。剪切温度和剪切速率对该结构形成的影响较大,在较低剪切温度和较高剪切速率时,剪切界面处的分子链取向度较高,能够形成致密的POM晶体的成核点。随着界面处POM晶体成核点数目的增加,POM环带球晶发生了从半圆形到扇形到柱晶的形态变化。取向平行的环带球晶结构表面的润湿性能与未取向的环带球晶结构表面接近。通过选择性刻蚀增大环带球晶“峰谷”高度差之后,其表面的亲水性有所增加,但是取向作用对于这一结构的表面润湿性影响不大。
魏朝阳[4](2017)在《聚合物链结构影响纳米颗粒分散及橡塑共混中的相变机理研究》文中指出橡塑共混物具有广泛的、重要的工业应用价值。研究橡塑共混过程中颗粒分散及相态结构演变,是聚合物共混领域有关结构和相变研究的前沿挑战性问题。研究橡塑共混过程中相变机理,有助于实现相态结构和成核增长的有效调控,从而制备高性能的橡塑共混材料。本文从分子链内和链间不同基团相互作用出发,在密度泛函理论的基本框架内,结合其它统计力学模型和分子动力学模拟,构建了聚合物、颗粒/聚合物、聚烯烃弹性体(POE)/聚丙烯(PP)、颗粒/POE/PP等不同体系的自由能泛函,研究了聚合物链的微观结构、聚合物链结构影响颗粒分散、颗粒影响聚合物膨胀、橡塑共混及添加了颗粒的橡塑共混体系的界面结构演变、界面张力、橡胶和塑料液滴的成核能垒及临界尺寸、纳米颗粒影响成核程度等。具体研究内容如下:(1)为研究橡塑共混体系的相转变机理,首先进行了聚合物链结构的理论表征。基于聚合物链的几何和化学特性,考虑链刚性的影响,通过聚合物积分方程获得聚合物链上不同作用基团间的直接相关函数,由此相关函数构建实际聚合物链的自由能泛函,完善了密度泛函理论关于聚合物链结构的理论描述。分析了聚合物链上基团间相互作用产生的焓变及聚合物链构象熵与堆积熵对体系自由能的贡献,定量表征了聚苯乙烯(PS)的形成因子和结构因子随聚合物链长的变化,预测了PS、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚环氧乙烯(PEO)、PP等四种聚合物的回转半径和标度指数。通过分子模拟和实验数据,验证了理论的可靠性。在此基础上,定量评价了链刚性、溶液浓度、聚合物组分比对回转半径和标度指数的影响。通过微观结构实现对宏观性质可控性调节,拓展了经典密度泛函理论的应用范围,为研究橡塑共混体系中聚合物链结构的贡献奠定了理论基础。(2)根据聚合物链结构的基本特征,研究了非对称的纳米颗粒/聚合物体系内颗粒分散(或聚集)行为。针对聚合物和纳米颗粒非对称作用,及纳米颗粒和聚合物互穿形成的紧致堆积结构,对混合堆积因子进行校正。通过实验数据证实了改进后理论模型的可靠性。分别以二氧化硅(Si02)/PS和八甲基笼型聚倍半硅氧烷(POSS)/PP为例,考察了非对称作用下Si02/PS复合体系中不同聚合物链结构影响纳米Si02颗粒分散的主要因素,预测了 PP链回转半径受POSS颗粒影响的变化曲线。研究表明,由于聚合物链构象和颗粒-聚合物之间作用力的共同影响,不同体系中颗粒分散和聚合物链回转半径展示出有差别的特征行为,为研究添加纳米颗粒后橡塑共混体系相变行为提供了理论基础。(3)通过理论与实验相结合的方法,研究了橡塑共混体系的相态演变。以POE/PP共混形成的TPV为例,研究发现,相态反转不仅仅是剪切、黏度等因素影响的单一动力学过程,而是包含了复杂热力学行为的动力学演变,或者称之为热力学驱动的动力学过程,从分子层面解释了 POE/PP共混物的热力学相变机理。展示了POE/PP共混物从“海-岛”到“岛-海”的微观结构转变,分析了交联对相转变的影响,确定了POE/PP的相图,描述了相转变后形成的界面密度分布和自由能分布,比较了交联和未交联POE对新相形成后的界面张力变化,定量表征了 POE浓相液滴的成核能垒和临界成核尺寸。理论预测的POE浓相液滴尺寸与实验相符,验证了POE/PP均相相变机理的可靠性和准确性。(4)事实上,POE/PP共混物仍属于不完全互溶体系,POE/PP共混熔体中仍存在POE相和PP相。因此,在发生均相相变时,必然同时发生在PP或POE表面的非均相相变,因为非均相相变具有更低的成核自由能垒。以此为依据,研究了POE/PP共混物的非均相相变机理,分析了PP表面新的相态结构演变和橡胶成核特性。着重研究了 PP链结构对POE和PP相转变的影响,明确了非均相相变的界面密度分布,从微观层面解释了 POE/PP共混物在PP表面的非均相相变机理。此外,还比较了均相和非均相相变条件下新相的界面张力的差异,定量表征了 POE浓相和PP浓相液滴的成核能垒、临界成核尺寸和接触角,展示了POE和PP液滴成核阶段的形貌。(5)基于纳米颗粒/聚合物体系中颗粒分散的理论基础,研究了纳米颗粒影响POE/PP共混体系的非均相相变过程。以POSS纳米颗粒为例,从理论上构造了 POSS颗粒和PP链形成的复合表面,分析了该表面上POE/PP的密度分布,由此确定表面吸附量,根据吸附程度确定纳尺度粗糙结构对POE/PP非均相相变的影响。忽略低体积分数下颗粒对POE/PP主体相变的影响,在此基础上,预测了低体积分数下POE/PP共混物中液滴成核能垒和临界成核尺寸;定量表征了POE浓相和PP浓相液滴的接触角,为设计高性能的复合材料提供理论指导。
王健,卢宇源,徐玉赐,阮永金,李良一,安立佳[5](2016)在《嵌段共聚物增容剂对不相容均聚物共混体系相行为和界面性质的影响》文中研究指明聚合物共混体系(又称聚合物合金)兼具其相应组分的均聚物和共聚物的多种特征,甚至具有新的理想性能,从而成为了一种具有极高经济价值的新材料.该材料的研发极大地丰富了高分子物理学、高分子化学和材料学的研究内容,拓宽了聚合物材料在现代工业中的应用,同时把聚合物材料研究推向了交叉科学的前沿.均聚物/嵌段共聚物/均聚物体系作为经典的三元聚合物共混体系,对其进行深入地研究,不仅可以促进人们对高分子科学中重要问题的理解,而且可为新型嵌段共聚物增容剂的改良和设计提供理论依据.近年来,有关聚合物共混体系的实验、理论和计算机模拟工作很多,并且取得了较大的进展,但是相关综述较少.本文以均聚物/嵌段共聚物/均聚物体系为例,综述该领域的基本概念和发展历史,并着重介绍两嵌段共聚物增容剂对该三元共混体系相行为和界面性质的影响.此外,还介绍了这一领域的关键科学问题、发展前景和研究方向.
徐亚芳[6](2016)在《动态不对称高分子共混体系分子动力学和相分离行为研究》文中研究表明在聚合物共混体系中,由聚合物玻璃化转变温度不同所引起的分子运动能力差异称为动态不对称性。同一温度下,不同聚合物分子具有不同的运动能力,因此动态不对称的宏观相容体系里存在微观尺度上的动态不均一性。研究相容体系分子动力学对理解宏观液液相分离和结晶等大尺度的相转变行为具有重要意义,具体地说,液液相分离的动力学过程取决于整链扩散运动,结晶过程则同时存在整链扩散运动和链段折叠运动,若两种相转变相互竞争就更为复杂,到目前,微观尺度上的分子动力学行为与宏观尺度的相转变之间的关系还缺乏定量研究。对于相容聚合物共混体系,定量描述其不同尺度的分子运动特征是最重要的问题之一,在链段尺度上,已有很多的实验现象和理论解释,结合自浓度模型和热浓度涨落模型可以理解因链运动能力和局部区域浓度差异引起的链段尺度上的动态不均一行为:如时温叠加失效和相容共混体系出现两个玻璃化转变温度。在整链尺度上,链的松弛行为研究还处于探索阶段,整链的松弛特征及其与链段的区别和联系尚无定论。除此之外,文献中所研究的多为模型无热体系,而一般的热力学相容体系里都会存在某种相互作用,所以若想从理论框架上全面理解相容体系分子动力学,还需要重点研究整链尺度上的松弛特征并且拓宽研究体系。因此,本论文将主要研究动态不对称相容体系的分子动力学,并定量分析动态不对称部分相容体系中大分子在链段和整链尺度的动力学行为对相分离动力学以及相分离对结晶动力学的影响。主要研究内容和结论如下:1.研究了动态不对称均相体系聚苯乙烯丙烯腈/聚己内酯(SAN/PCL两者玻璃化温度差△Tg170℃)链段和整链尺度上的动力学特征,发现了与无热共混体系不同的松弛行为,阐明了相互作用的影响,以及链段尺度和整链尺度松弛时间与松弛谱宽度之间的关系。两种尺度下的松弛宽度因子和松弛时间均随温度降低按同比例增长,表明整链松弛与链段松弛线性相关。用宽频介电谱和流变学方法分别测得的链段松弛时间和整链末端松弛时间均高于自浓度模型的预测值,这是因为组分间的相互作用阻碍了分子运动,将相互作用因素定量为有效玻璃化转变温度下特征松弛时间与组成的关系,并将此关系引入具有时间依赖扩散-自浓度效应的双蠕模型(TDD-DR-SC)中,该模型能准确预测任意温度和组成下的线性粘弹性,从理论上定量阐述了相容共混体系热流变复杂性的起源。2.研究了纳米粒子对相容SAN/PCL体系分子动力学的影响。分别通过透射电镜(TEM)和接触角实验研究了两种不同表面性质的纳米二氧化硅粒子的分散性及其对共混物组分的亲和性。介电松弛谱研究发现纳米粒子只在Tg+50℃以下温度区间才对链段运动有阻碍。用松弛宽度因子定量分析了纳米粒子种类及其含量对整链末端松弛的影响,在Tg+100℃以上一段温度区间纳米粒子才会对整链运动产生明显影响。结果表明,在动态不对称且具有相互作用的相容体系里,整链松弛受纳米粒子分散度及其对聚合物链的亲和性共同影响:分散较差时主要受分散度的影响,分散较均匀时主要受纳米粒子对分子链的选择亲和性影响。3.研究了相容SAN/PCL体系及其纳米粒子填充体系的非线性流变学行为。发现在二元共混物中,非线性参量I3/1和Q(γ)均随SAN含量的增加和温度的降低而增加,三倍频模量和Q(w,T)可进行时温叠加,后者的平移因子随温度变化略大。在三元共混物中,纳米粒子在SAN-50%中引起的非线性增加值(△I3/1和△Q0)比在SAN-70%中多出近25%,这是因为SiO2-380在SAN-50%中较差的分散性,较大的纳米团聚体在非线性流场下应力贡献较大,最终降低了共混体系的不对称性。4.首次用流变学方法定量分析粘弹不对称共混体系液液相分离过程中浓度涨落幅度和波长动态演变过程,解决了用流变学研究相分离动力学的难题。用循环频率扫描实时监测了粘弹性不对称聚甲基丙烯酸甲酯/聚苯乙烯丙烯腈(PMMA/SAN)相分离演变过程中的模量变化,将共混体系的储能模量视为由局部浓度涨落引起的组分贡献和两相增长带来的界面贡献组成。发现在临界频率wr以上,两相组分改变贡献占优,通过建立均相体系中储能模量和组成的关系,得到了共存相中组成随相分离时间的演变曲线,并通过两相浓度演变的稳态值确定了热力学平衡相图。在临界频率wr以下,界面贡献占优,引用共混体系双连续本构YZZ模型,计算得到了浓度涨落特征波长即相区尺寸的变化,并且从两相浓度和相区尺寸的特征变化时间可得到相分离中期到后期的转变信息。5.首次将部分相容共混体系的分子动力学理论引入到液液相分离对结晶动力学影响的分析中,定量了涨落辅助成核对成核自由能的影响。通过低温退火对玻璃化温度的影响以及高温退火对后续结晶的影响,首先证实了动态不对称PLA/PEG共混物为部分相容体系。较低温度区间退火使PLA结晶从而改变了均相组成诱导了相分离,由玻璃化温度和组成的关系得到退火温度下的相平衡边界。较高温度下退火时均相浓度涨落影响了后续结晶动力学,并由此确定了中间组成的相分离温度,创新地将DSC和流变学方法结合绘制出了体系相图。将分子蠕动理论和动态不对称体系的自浓度模型引入到经典的Lauritzen–Hoffman二次成核理论方程,定量分析了动态不对称体系中由相分离引起的分子链运动能力变化对结晶过程中链折叠自由能的影响。
刘挺[7](2016)在《聚合接枝改性蒙脱土填充苯乙烯丙烯腈共聚物/聚甲基丙烯酸甲酯共混体系相行为的研究》文中研究指明纳米粒子已被广泛应用于调节高分子材料的性能,可得到具有显着物理增强并具备不同功能的聚合物基纳米复合材料,从而满足先进工业应用中日益增长的需求。纳米粒子的表面能大,易团聚,故其在聚合物基体中的分散,尤其是在共混物基体中的分散和分布,会对材料力学性能的改善及其他功能的赋予产生显着影响。对纳米粒子进行原位接枝改性,将有利于其在基体中的均匀分散,而其在共混物基体中的选择性分布将更有助于复合材料性能的调控。因此,充分了解纳米粒子在共混物基体中的分散和分布对基体相行为的影响,可为高性能纳米复合材料的设计和制备提供一定的理论基础。本文选用具有低临界共溶温度(LCST)的聚甲基丙烯酸甲酯/聚(苯乙烯-丙烯腈)共聚物(PMMA/SAN)共混物为基体,采用无皂乳液聚合在clay表面原位接枝PMMA分子链,考察具有不同接枝密度的改性粘土(Clay-g-PMMA)在PMMA/SAN共混物基体中的选择性分布以及对基体相行为的影响。借助透射电子显微镜(TEM)、动态流变法、调制差示扫描量热仪(MDSC)和接触角仪等来研究和分析不同接枝密度的改性Clay在基体中选择性分布的原因,并采用小角激光光散射(SALLS)和动态流变方法研究不同选择性分布的Clay对体系相行为的影响。研究表明:通过调节引发剂用量,经原位乳液聚合可以得到不同接枝密度的改性粘土Clay-K0.2(较低接枝密度)和Clay-K1.2(较高接枝密度)。这两种粘土均能以部分插层和部分剥离结构均匀分散于均相共混物基体中。随着PMMA/SAN共混物相分离的进行,两种粘土并未选择性地迁移到PMMA富集相中,而发生了特殊的选择性分布情况。Clay-K0.2首先迁移至SAN富集相中且长时间滞留,经过长时间热处理才最终迁移至两相相界面处;而Clay-K1.2则从SAN富集相中迅速迁移至两相相界面处且稳定存在。而将接枝改性粘土分别分散于PMMA和SAN单组分基体中,发现改性粘土与SAN基体的相容性明显优于PMMA,呈现出更加均匀稳定的分散。MDSC结果也表明两种改性粘土和SAN基体可形成类固定化层,而与PMMA基体间则不存在类固定化层。因此,共混物基体相分离后改性粘土首先更倾向于分布在SAN富集相,经历热处理后才会在界面张力的作用下进一步迁移到两相相界面处。与Clay-K0.2相比,Clay-K1.2片层表面的PMMA包覆率较高,在基体中大多以剥离态结构存在,随着共混物基体的相分离,则更易于在界面张力的作用下从SAN富集相中迅速迁移至两相相界面处。Clay-K0.2和Clay-K1.2随着基体的相分离发生不同的选择性分布,而两者对PMMA/SAN共混物体系相分离的影响也不相同。流变和光散射的结果均表明,Clay-K1.2对基体相分离的阻碍作用比Clay-K0.2更加明显。基体相分离初期即迁移并稳定存在于两相相界面处的Clay-K1.2严重堵塞两组分的扩散通路,并阻碍相分离后期相区的粗化,故在整个相分离过程中对阻碍体系相分离的作用尤为明显。而Clay-K0.2随着基体的相分离长期分布在SAN相,导致SAN富集相粘度的增大,其阻碍作用不如Clay-K1.2明显。此外,对于改性粘土填充的三元复合体系,仍可通过时温等效叠加(TTS)原理和Williams-Landel-Ferry(WLF)方程描述其整个SD过程相分离行为对温度的依赖性,表明不同接枝密度的改性粘土虽然对基体的相分离具有不同阻碍作用,却并没有改变相分离过程中大分子链的粘性扩散本质。
李会会[8](2016)在《碳纳米管填充LCST型聚甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯丙烯腈共聚物共混体系的相行为和导电行为研究》文中指出导电高分子复合材料(CPC)因其电性能连续可调和易加工等优点日益受到关注。CPC材料一般为多相/多组分体系,其性能强烈依赖于聚合基体物的形态结构和导电填料在基体中的分散。若以部分相容聚合物共混体系作为基体,可通过简便地改变加工条件使体系发生不同程度、不同机理的相分离,制备具有低导电填料填充量、优异导电性能的复合材料。当聚合物基体发生相分离时,若控制填料选择性地进入某一连续相或分布在连续的两相界面上,复合材料的渗流阈值则会明显降低。碳纳米管(CNT)是一种具有高长径比的一维导电填料,CNT填充聚合物CPC的性能与其在基体中的分散和形成的聚集体、网络结构密切相关。本文选取CNT与具有低临界共溶行为的聚甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯丙烯腈共聚物(PMMA/SAN)二元共混基体复合,通过小角激光光散射(SALLS)法和动态流变学方法考察CNT对基体相行为的影响;借助流变-导电同步测试手段结合透射电镜(TEM)等微观表征,考察共混物基体在相分离温度以上退火其相形态的演变以及CNT的迁移和聚集行为,建立该类材料相形态-粘弹响应-导电性能之间的关联。结果表明:随着PMMA/SAN基体的相分离,原本均匀分散在均相共混基体中的CNT会迁移至与其热力学更亲和的SAN富集相。恒温相分离过程中,CNT的存在降低了共混基体的初期和中后期的旋节线相分离(SD)速率,表明填料的机械阻隔作用抑制了基体的浓度涨落和相区粗化。然而,CNT选择性吸附SAN分子链造成了其表面层与基体间的组分差异,导致CNT的引入会升高或降低基体的相结构热稳定性,影响依赖于基体的组成和CNT含量。此外,可通过时温等效叠加(TTS)原理和Williams-Landel-Ferry(WLF)方程描述复合体系整个SD相分离行为对温度的依赖性,表明CNT的添加并没有改变相分离过程中大分子链的粘性扩散本质。复合体系在恒温退火过程中表现出显着的动态模量逾渗行为(DM)和动态导电逾渗行为(DC)。DC逾渗行为源自CNT在SAN富集相中聚集形成的导电网络,而动态模量的演变则是基体形态演化及CNT聚集的综合效应。不同填料含量的PMMA/SAN(57/43)/CNT三元复合体系的导电逾渗时间tpR对温度的依赖性相同,且形成导电网络所需的表观活化能与SAN的粘流活化能接近。
党阿磊[9](2015)在《功能化“纳米刷”及其复合材料的合成与性能研究》文中研究指明聚合物纳米复合材料(PNCs)作为复合材料的一种,由于其在保持基体的热塑性、热固性、易加工及操作灵活性的前提下,在添加改性后或者功能化后的纳米填充物后,能够表现出基体所不具备的优异性能,因此,在高性能涂层和汽车零部件、包装、冶金、新能源及航空、航天等领域得到了广泛的应用。然而,由于添加的纳米填充物的类型、大小、形状、浓度、表面和体积效应以及和基体之间复杂的反应,使得它们在聚合物基体中极易产生白聚和聚集,从而对生成的纳米复合材料的宏观性能产生了很大影响。因此,为了能够更好地理解PNCs中纳米填充物和基体的相互作用,以及纳米填充物对复合材料性能的影响,本文在不同核半径的SiO2纳米颗粒表面,采用表面引发控制原子自由基聚合反应(SI-ATRP)分别嫁接了聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚苯乙烯丙烯腈共聚物(PSAN)三种不同聚合物分子链,生成了一系列具有可控参数功能化的“纳米刷”(NPB),并对其反应动力学、嫁接链的热动力学及其相应PNCs的热性能及透光性能进行了系统的研究。采用配合基N,N,N’,N",N-五甲基三亚乙基三胺(PMDETA),催化剂Cu,温度为70℃和配合基4,4’-二壬基-2,2’-二吡啶(dNbpy),催化剂Cu,温度为90℃的两种反应体系下,分别研究了白热引发效应(Thermal Self-initiated, TSI)产生的自由分子链对SI-ATRP反应动力学的影响。研究发现,在高温和低活性配合基的反应体系下,TSI效应对于反应动力学的影响更为显着;同时,产生的自由分子链相对均匀的分布在NPB形成的魏格纳-赛茨晶胞(Wigner-Seitz Cell,WSC)顶点的间隔中,有效的增加了NPB的稳定性和热机械性能,进一步影响了其玻璃态转化温度Tg、弹性模量E和断裂韧性Kic。在NPB中,纳米颗粒表面嫁接的聚合物分子链相对于具有相同聚合度的线性聚合物,由于空间效应,链的伸长使构象熵减少,提高了嫁接链的Tg,并且随着聚合度NG的减小,其增加量(△Tg)逐渐增大;另一方面,随着嫁接链NG增加,当增加到临界聚合度Nc时,由Daoud和Cotton (D-C)模型可知,在曲面效应的作用下,其结构从聚集纳米颗粒区域(CPB)向亚聚集纳米颗粒区域(SDPB)发生转化,而嫁接链与相应线性聚合物的玻璃态转化温度差值△Tg在临界聚合度Nc时也发生了突然的变化,这进一步证明了嫁接链的结构和NPB材料的物理性能之间存在一定的关系。在两种混合体系条件下,对NPB在聚合物基体中的分散原理进行了研究。在非热混合体系中,当嫁接分子链和基体链之间的聚合度NM和NG关系为NG≥(a<1,其中a是前值系数)时,NPB和聚合物基体是相容的,易分散在基体中,且a的值随着NPB中颗粒半径的减小而减小,反之,易发生白聚和聚集(NG<aNM);而在热混合体系中,由于嫁接链和基体之间的反应焓作用,即使在熵增条件下(即NG<<NM或者R0>> Re, Re为聚合物分子链节点到节点的距离),NPB在基体中也是相容的,能够相对均匀的分散在聚合物基体中,为高含量纳米颗粒并且均匀分散的具有良好机械性能的PNCs提供了设计和生产的可行方法。在不同混合体系中,通过调节PNCs中NPB微观结构和分散状态,对PNCs的热性能进行了系统研究。在非热体系中,在一定的实验条件下,当改变核的大小、热处理时间、嫁接链和基体链之间的关系时,NPB在PS基体中的微观结构、分散状态和生成的PNCs的Tg没有产生明显的关系;而在热混合体系中,由于嫁接聚合物链PSAN和基体分子链PMMA之间的反应焓作用,NPB相容的分散在聚合物基体中,PNCs的Tg随着纳米颗粒含量的增加而增加,并且在单独的NPB体系中,由于嫁接聚合物链和无机纳米颗粒核之间的共价键产生的反应焓作用,也发现了相类似的现象,因此,对于优异热性能的纳米复合材料的设计和生产,提供了一种切实可行的方法。在液态体系中,Maxwell-Gannet (M-G)有效介质理论对于具有壳-核结构的NPB为均匀纳米球体的假设,在介电常数指数匹配条件下,对于在液态环境中的光散射效率的减少是有效的,但是随着嫁接链聚合度NG逐渐增加(即二者的极化度差值△α越来越大)或者核半径的增加,这种有效性逐渐降低,特别是当核的大小为Ro=250nm时,散射效率降低了十个数量级。把NPB在液态体系中的散射理论应用在与聚合物基体生成的PNCs体系中,基于NPB在基体中的相容性标准,通过M-G有效介质理论和Rayleigh散射理论对NPB的设计和合成,使生成的NPB在聚合物基体中相容分散的同时,降低了纳米颗粒和基体之间的极化度差△a,有效减小了纳米颗粒对光的散射,大大增加了生成的PNCs的透光性,同时,采用Mie散射理论对纳米颗粒的散射现象进行进一步的验证,也得到了相同的结果。因此,通过对NPB及相应PNCs的微观结构和性能研究,从理论上提出了一种生产具有纳米增强体分散性好、高含量、良好热机械性能以及低散射率的纳米复合材料的设计和合成方法。
胡成龙,陈韶云,陈建,张卫红,陈旭东[10](2014)在《拉曼光谱技术在聚合物研究中的应用进展》文中认为拉曼光谱可以提供分子的振动信息,对于聚合物分子链的构象和链间的相互作用非常敏感,能够提供聚合物固体、薄膜或溶液的物理化学特性信息,如聚合物的结构单元、空间构型、晶态结构、分子链的物理构象或分子链子链和侧基在界面间或在各向异性材料中的排列等链取向信息等。因此拉曼光谱作为一种原位无损检测技术,其衍生出的表面增强拉曼光谱技术(Surface-enhanced Raman Scattering,SERS)、变温拉曼光谱技术、共焦显微拉曼光谱技术(Confocal Raman Microscopy,CRM)、拉曼Mapping成像技术和共振拉曼散射技术(Resonance Raman scattering,RRS)等,广泛应用于物理、化学和生物医学等领域。本文从拉曼光谱的基本理论基础、拉曼光谱技术及其在聚合物研究中的最新应用进展等方面进行综述,以探索扩展拉曼光谱技术在高分子物理与化学领域中许多问题,如分子链的构象结构、分子链的结晶行为、分子链的扩散运动和共混体系相态结构变化等方面的应用。
二、Flory状态方程理论研究PS/PMMA/SAN相行为(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Flory状态方程理论研究PS/PMMA/SAN相行为(论文提纲范文)
(1)多相聚合物相结构对超临界二氧化碳发泡行为的影响(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 前言 |
1.2 聚合物基多孔材料 |
1.3 聚合物超临界CO_2发泡 |
1.3.1 超临界流体 |
1.3.2 超临界CO_2发泡 |
1.3.3 CO_2在聚合物样品中的溶解 |
1.3.4 聚合物中CO_2溶解度测量 |
1.3.5 CO_2中聚合物性质 |
1.3.6 CO_2发泡的泡孔成核机理 |
1.3.7 CO_2发泡过程中泡孔生长 |
1.3.8 成核机理对泡孔形貌的影响 |
1.4 多相结构聚合物发泡体系 |
1.4.1 共混型多相聚合物 |
1.4.2 共混型多相聚合物CO_2发泡行为 |
1.4.3 微相结构共聚物 |
1.4.4 微相结构共聚物CO_2发泡行为 |
1.5 论文选题背景和研究内容 |
第2章 微相结构接枝共聚物PS-cb-(PS/PE)变温超临界二氧化碳发泡行为研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 原料 |
2.2.2 超临界二氧化碳间歇式发泡 |
2.2.3 样品表征 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 样品结晶行为与相结构 |
2.3.2 接枝共聚物超临界CO_2发泡行为 |
2.3.3 接枝共聚物超临界CO_2发泡机理探究 |
2.4 本章小结 |
第3章 微相结构接枝共聚物PS-cb-(PS-b-PE)变温超临界二氧化碳发泡行为研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 原料 |
3.2.2 超临界二氧化碳间歇式发泡 |
3.2.3 样品表征 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 共聚物PS-cb-(PS-b-PE)样品的结晶行为和相结构 |
3.3.2 共聚物PS-cb-(PS-b-PE)超临界CO_2发泡样品泡孔形貌 |
3.3.3 共聚物PS-cb-(PS-b-PE)超临界CO_2发泡样品泡孔参数 |
3.3.4 PS-cb-(PS-b-PE)结晶状态对共聚物超临界CO_2发泡行为的影响 |
3.3.5 PS-cb-(PS-b-PE)微相结构对共聚物超临界CO_2发泡行为的影响 |
3.3.6 机理分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 接枝共聚物PS-cb-PE与PE-g-PS共混物相行为、流变行为及超临界二氧化碳发泡行为研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 原料 |
4.2.2 超临界二氧化碳间歇式发泡 |
4.2.3 样品表征 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 PS-cb-PE/PE-g-PS共混物的相结构 |
4.3.2 PS-cb-PE/PE-g-PS共混物的结晶行为 |
4.3.3 PS-cb-PE与PE-g-PS共混物的流变行为 |
4.3.4 PS-cb-PE/PE-g-PS共混物的超临界CO_2发泡行为 |
4.3.5 PS-cb-PE /PE-g-PS共混物的超临界CO_2发泡机理 |
4.4 本章小结 |
第5章 不同拓扑结构共聚物对LLDPE/PS共混物的增容作用和超临界二氧化碳发泡行为的影响 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 原料 |
5.2.2 共混样品制备 |
5.2.3 超临界二氧化碳间歇式发泡 |
5.2.4 样品表征 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 共聚物增容剂对分散相共混物形态的影响 |
5.3.2 共聚物增容剂分散相共混物力学性能的影响 |
5.3.3 共聚物增容共混体系的超临界二氧化碳发泡行为 |
5.4 本章小结 |
第6章 纳米炭黑增容LLDPE/PS共混体系的超临界二氧化碳发泡行为 |
6.1 引言 |
6.2 实验部分 |
6.2.1 原料 |
6.2.2 共混样品制备 |
6.2.3 超临界二氧化碳间歇式发泡 |
6.2.4 样品表征 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 CB增容双连续相结构共混物超临界CO_2发泡行为 |
6.3.2 CB对于具有海岛相结构LLDPE/PS共混物的增容作用及其超临界CO_2发泡行为 |
6.4 本章小结 |
全文总结 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历 |
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
(2)紫外光照对PS-AA-PMMA及其三元混合物相行为的影响研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 软物质 |
1.2 自组装嵌段共聚物 |
1.3 光化学反应 |
1.4 嵌段共聚物相分离的热力学和动力学理论 |
1.4.1 嵌段共聚物相分离的热力学理论 |
1.4.1.1 Landau相变理论 |
1.4.1.2 Ohta-Kawasaki 理论(OK理论) |
1.4.2 嵌段共聚物相分离的动力学理论 |
1.5 研究内容及意义 |
第二章 紫外光照对二元PS-AA-PMMA相行为的影响研究 |
2.1 研究背景 |
2.2 二元系统的理论模型 |
2.3 二元系统的模拟结果与讨论 |
2.4 本章小结 |
第三章 紫外光照对PS-AA-PMMA/X相行为的影响研究 |
3.1 研究背景 |
3.2 三元系统的理论模型 |
3.3 三元系统的结果与讨论 |
3.3.1 重复其它文献结果 |
3.3.2 均匀紫外光照下三元PS-AA-PMMA/X系统的相分离 |
3.3.3 非均匀紫外光照下三元PS-AA-PMMA/X系统的相分离 |
3.4 本章小结 |
第四章 紫外光照耦合条纹模板作用下PS-AA-PMMA相行为研究 |
4.1 研究背景 |
4.2 二元系统耦合化学模板的理论模型 |
4.3 二元系统耦合化学模板的结果与讨论 |
4.4 本章小结 |
第五章 紫外光照耦合剪切场作用对PS-AA-PMMA结构的影响 |
5.1 研究背景 |
5.2 二元系统耦合剪切场的理论模型 |
5.3 二元系统耦合剪切场的结果与讨论 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
参考文献 |
作者简介 |
致谢 |
(3)聚甲醛(POM)/聚丁二酸丁二醇酯(PBSU)共混体系相容性、结构及性能的研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
缩略词表 |
第一章 绪论 |
1.1 前言 |
1.2 聚合物共混体系 |
1.2.1 聚合物共混体系的分类 |
1.2.2 聚合物共混体系的相容性 |
1.2.3 相容聚合物共混体系的结晶行为 |
1.3 剪切场诱导聚合物结晶 |
1.3.1 剪切场作用对聚合物结晶过程的影响 |
1.3.2 剪切场诱导聚合物结晶的应用研究 |
1.4 本文研究思路、意义和研究内容 |
1.4.1 本文研究思路、意义 |
1.4.2 本文的主要研究内容 |
第二章 POM/PBSU共混体系相容性及结晶行为研究 |
2.1 前言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 主要试剂和原料 |
2.2.2 主要仪器设备 |
2.2.3 POM/PBSU共混物样品制备 |
2.2.4 样品分析与表征 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 熔体状态下POM/PBSU共混体系的相容性 |
2.3.2 POM/PBSU共混体系的结晶行为 |
2.3.3 固体状态下POM/PBSU的微观结构和双玻璃化转变现象 |
2.4 本章小结 |
第三章 POM/PBSU共混体系力学性能研究 |
3.1 前言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 主要试剂和原料 |
3.2.2 主要仪器设备 |
3.2.3 POM/PBSU共混物样品制备 |
3.2.4 样品分析与表征 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 POM/PBSU共混物的力学性能分析 |
3.3.2 低POM含量共混物的力学性能研究 |
3.3.3 低POM含量共混物结晶行为及流变行为研究 |
3.3.4 低POM含量共混物力学脆性的机理 |
3.4 本章小结 |
第四章 取向平行的环带球晶结构及其应用研究 |
4.1 前言 |
4.2 实验部分 |
4.2.0 主要试剂和原料 |
4.2.1 主要仪器设备 |
4.2.2 POM/PBSU共混物样品制备 |
4.2.3 样品分析与表征 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 剪切场下POM/PBSU共混物结晶行为及其影响因素 |
4.3.2 大面积制备取向平行环带结构及其表征 |
4.3.3 取向平行的POM环带球晶结构中的PBSU的结晶行为 |
4.3.4 取向平行的环带球晶结构表面的润湿性及其调控 |
4.4 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 本论文创新点 |
5.3 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间主要科研成果 |
(4)聚合物链结构影响纳米颗粒分散及橡塑共混中的相变机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号说明 |
第一章 绪论 |
1.1 课题来源 |
1.2 橡塑共混 |
1.3 共混工艺和设备 |
1.4 橡塑共混的统计力学理论 |
1.4.1 Flory-Huggins理论 |
1.4.2 密度泛函理论 |
1.4.3 积分方程理论 |
1.5 本文的研究思路和研究内容 |
1.6 创新点 |
第二章 聚合物链结构的理论表征 |
2.1 引言 |
2.2 真实聚合物链的模型构筑 |
2.2.1 测试粒子法 |
2.2.2 聚合物链结构的理论描述 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 模型验证 |
2.3.2 形成因子和结构因子 |
2.3.3 回转半径 |
2.3.4 聚合物链构象的影响因素 |
2.4 本章小结 |
第三章 聚合物链影响纳米颗粒分散的理论分析 |
3.1 引言 |
3.2 纳米颗粒/聚合物链的模型构筑 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 堆积因子校正 |
3.3.2 颗粒体积分数的影响 |
3.3.3 颗粒尺寸的影响 |
3.3.4 颗粒/聚合物间作用力的影响 |
3.3.5 聚合物链构象的变化 |
3.4 本章小结 |
第四章 橡塑共混物的均相相变机理 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验原料 |
4.2.2 实验设备 |
4.2.3 实验工艺及配方 |
4.2.4 测试条件及方法 |
4.3 理论和计算模型 |
4.4 结果与讨论 |
4.4.1 POE/PP预聚物的“海-岛界面” |
4.4.2 POE/PP共混物的相图 |
4.4.3 POE/PP共混物的“岛-海界面” |
4.4.4 POE/PP共混物的界面张力 |
4.4.5 POE/PP共混物的相态演变 |
4.4.6 POE液滴成核 |
4.5 本章小结 |
第五章 橡塑共混的非均相相变机理 |
5.1 引言 |
5.2 理论和计算模型 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 POE/PP非均相界面 |
5.3.2 POE和PP液滴成核 |
5.4 本章小结 |
第六章 纳米颗粒/橡塑共混的非均相相变 |
6.1 引言 |
6.2 理论和计算模型 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 POSS/POE/PP非均相界面 |
6.3.2 POE和PP液滴成核 |
6.4 本章小结 |
第七章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
研究成果及发表的学术论文 |
作者和导师简介 |
附件 |
(5)嵌段共聚物增容剂对不相容均聚物共混体系相行为和界面性质的影响(论文提纲范文)
1 理论部分 |
1. 1 Flory-Huggins理论 |
1. 2 自洽场理论 |
1. 3 Gaussian涨落理论 |
2 实验部分 |
2. 1 实验分析与表征方法 |
2. 1. 1 共混物相形态的表征 |
2. 1. 2 增容剂在界面区域的分布 |
2. 1. 3 界面层厚度的测量 |
2. 1. 4 界面张力的测量 |
2. 1. 5 增容剂胶束行为的表征 |
2. 2 重要实验成果 |
2. 2. 1 嵌段共聚物分子量的影响 |
2. 2. 2 分子链对称性的影响 |
2. 2. 3嵌段共聚物与共混物相互作用强度的影响 |
2. 2. 4 嵌段共聚物浓度的影响 |
2. 2. 5 两嵌段与其它共聚物增容剂的增容效果比较 |
3 模拟部分 |
3. 1 MC方法 |
3. 2 MD方法 |
3. 3 DPD方法 |
4 结论与展望 |
(6)动态不对称高分子共混体系分子动力学和相分离行为研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
符号 |
第1章 绪论 |
1.1 高分子概述 |
1.2 高分子共混体系热力学 |
1.3 相容体系 |
1.3.1 高分子链动力学模型 |
1.3.2 相容共混体系动态不均一性 |
1.4 相分离体系 |
1.4.1 相分离理论 |
1.4.2 相分离动力学 |
1.4.3 相分离对结晶的影响 |
1.5 纳米粒子对相分离和分子动力学的影响 |
1.6 非线性流变学研究 |
1.7 本研究工作的提出与主要内容 |
1.8 论文创新点 |
第2章 相容体系SAN/PCL分子动力学研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验原料 |
2.2.2 共混物制备 |
2.2.3 凝胶渗透色谱测试(GPC) |
2.2.4 示差扫描量热法分析(DSC) |
2.2.5 宽频介电松弛谱测试 |
2.2.6 流变测试 |
2.3 实验结果与讨论 |
2.3.1 链段松弛 |
2.3.2 整链松弛 |
2.3.3 讨论 |
2.3.4 模型预测 |
2.4 本章小结 |
第3章 纳米粒子对相容体系SAN/PCL分子动力学的影响 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验原料 |
3.2.2 共混物制备 |
3.2.3 形态观察 |
3.2.4 透射电子显微镜观察 |
3.2.5 静态接触角测定 |
3.2.6 宽频介电松弛谱测试 |
3.2.7 流变测试 |
3.3 实验结果与讨论 |
3.3.1 确定三元体系相形态 |
3.3.2 纳米粒子与聚合物的亲和性 |
3.3.3 纳米粒子对链段松弛的影响 |
3.3.4 纳米粒子对整链松弛的影响 |
3.4 本章小结 |
第4章 相容体系SAN/PCL非线性流变学研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验原料 |
4.2.2 共混物制备 |
4.2.3 非线性流变测试 |
4.3 实验结果与讨论 |
4.3.1 大幅振荡剪切LAOS |
4.3.2 频率扫描 |
4.4 本章小结 |
第5章 PMMA/SAN相分离动力学的流变研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 实验原料 |
5.2.2 共混物制备 |
5.2.3 流变测试 |
5.3 实验结果与讨论 |
5.3.1 粘弹性不对称 |
5.3.2 旋节线相分离过程中动态模量的演变 |
5.3.3 浓度涨落幅度演变 |
5.3.4 浓度涨落波长(相尺寸)演变 |
5.4 本章小结 |
第6章 PLA/PEG体系相分离及其对结晶的影响 |
6.1 引言 |
6.2 实验部分 |
6.2.1 实验原料 |
6.2.2 溶液共混 |
6.2.3 流变测试 |
6.2.4 形态观察 |
6.2.5 DSC热分析 |
6.3 实验结果与讨论 |
6.3.1 共混物玻璃化转变温度与组成的依赖关系 |
6.3.2 低温退火对玻璃化转变温度的影响 |
6.3.3 高温退火对结晶的影响 |
6.3.4 PLA/PEG体系相图 |
6.3.5 相分离对结晶动力学影响 |
6.4 本章小结 |
第7章 全文总结 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表论文 |
致谢 |
(7)聚合接枝改性蒙脱土填充苯乙烯丙烯腈共聚物/聚甲基丙烯酸甲酯共混体系相行为的研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 Clay的改性方法 |
1.2.1 Clay的有机化改性 |
1.2.2 Clay聚合接枝改性 |
1.3 聚合物共混体系相容性与相分离 |
1.3.1 聚合物共混体系相容性与相分离热力学基础 |
1.3.2 聚合物共混体系的相分离机理 |
1.3.3 粒子填充对部分相容体系的影响 |
1.3.4 研究聚合物共混体系相容性与相分离的方法 |
1.4 纳米粒子在聚合物共混体系中的选择性分布 |
1.5 课题提出 |
1.6 本研究课题的主要工作 |
第二章 PMMA接枝改性蒙脱土的制备与表征 |
2.1 引言 |
2.2 实验 |
2.2.1 实验原料 |
2.2.2 实验仪器 |
2.2.3 实验方法 |
2.2.4 表征方法 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 PMMA改性Clay的表征 |
2.3.2 PMMA改性Clay的表面形貌表征 |
2.4 本章小结 |
第三章 PMMA接枝改性Clay在PMMA/SAN体系中的选择性分布 |
3.1 引言 |
3.2 实验 |
3.2.1 实验原料 |
3.2.2 实验仪器 |
3.2.3 实验方法 |
3.2.4 表征方法 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 PMMA改化Clay在PMMA和SAN基体中的分散及其原因 |
3.3.2 PMMA改性Clay在PMMA/SAN中的选择性分布及其原因探索 |
3.4 本章小结 |
第四章 PMMA接枝改性Clay对PMMA/SAN体系光散射行为的影响 |
4.1 引言 |
4.2 实验 |
4.2.1 实验原料 |
4.2.2 实验方法 |
4.2.3 表征方法 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 PMMA改性Clay对PMMA/SAN浊点的影响 |
4.3.2 PMMA改性Clay对PMMA/SAN恒温相分离的影响 |
4.4 本章小结 |
第五章 PMMA接枝改性Clay对PMMA/SAN体系线性粘弹行为的影响 |
5.1 引言 |
5.2 实验 |
5.2.1 实验原料 |
5.2.2 实验方法 |
5.2.3 表征方法 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 PMMA改性Clay对PMMA/SAN动态流变行为应变依赖性的影响 |
5.3.2 PMMA改性Clay对PMMA/SAN动态流变行为时间依赖性的影响 |
5.3.3 PMMA改性Clay对PMMA/SAN动态流变行为频率依赖性的影响 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结论 |
参考文献 |
攻读硕士期间发表的论文 |
作者介绍 |
(8)碳纳米管填充LCST型聚甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯丙烯腈共聚物共混体系的相行为和导电行为研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 导电高分子复合材料概述 |
1.2.1 导电高分子复合材料导电机理 |
1.2.2 导电高分子复合材料中导电网络的表征方法 |
1.2.3 导电高分子复合材料导电性能的调控方法 |
1.3 聚合物相容性和相分离 |
1.3.1 聚合物共混体系相图 |
1.3.2 聚合物共混体系相分离动力学 |
1.3.3 粒子填充对部分相容体系相行为的影响 |
1.4 研究聚合物共混体系相容性与相分离的方法 |
1.4.1 小角激光光散射的应用 |
1.4.2 动态流变学的理论基础 |
1.5 课题的提出 |
1.6 本研究工作的主要内容 |
第二章 PMMA/SAN/CNT共混体系的相分离行为 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验原料 |
2.2.2 SALLS样品制备 |
2.2.3 SALLS测试 |
2.2.4 相差显微镜(PCM)测试 |
2.2.5 CNT分散及分布表征 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 恒温热处理时基体相形态的演化及CNT的选择性分布 |
2.3.2 PMMA/SAN/CNT三元复合体系的相图 |
2.3.3 恒温过程中的散射光强随时间的变化 |
2.3.4 SD相分离初期的相分离行为 |
2.3.5 SD相分离中后期的相分离行为 |
2.3.6 CNT对PMMA/SAN共混体系SD相形态的影响 |
2.4 本章小结 |
第三章 PMMA/SAN/CNT共混体系的线性粘弹行为 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验原料 |
3.2.2 流变样品制备 |
3.2.3 流变测试 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 PMMA/SAN/CNT复合体系流变行为的应变依赖性 |
3.3.2 PMMA/SAN/CNT复合体系流变行为的温度依赖性 |
3.3.3 PMMA/SAN/CNT复合体系流变行为的频率依赖性 |
3.4 本章小结 |
第四章 恒温热处理时PMMA/SAN/CNT三元复合体系流变-导电行为及热处理后室温导电行为 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验原料 |
4.2.2 流变样品制备 |
4.2.3 流变-导电同步测试 |
4.2.4 相形态观察 |
4.2.5 室温电阻测试 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 恒温热处理下体系的流变和导电行为的演化 |
4.3.2 热处理后材料的室温电阻率 |
4.4 本章小结 |
第五章 总结论 |
参考文献 |
攻读硕士期间发表的论文 |
作者简介 |
(9)功能化“纳米刷”及其复合材料的合成与性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
论文的主要贡献与创新点 |
物理量名称及符号表 |
第1章 绪论 |
1.1 纳米颗粒嫁接聚合物分子的合成及发展 |
1.1.1 纳米颗粒嫁接聚合物分子的合成 |
1.1.2 纳米颗粒嫁接聚合物分子的发展 |
1.2 NPB 在聚合物基体中的分散和热性能研究 |
1.2.1 NPB 在聚合物基体中的分散热动力学研究 |
1.2.2 NPB 在聚合物基体中的分散和应用研究 |
1.2.3 NPB 在聚合物中玻璃态转化温度的研究 |
1.3 光散射理论在纳米复合材料中的发展和应用 |
1.3.1 Rayleigh 散射理论在纳米复合材料中的应用 |
1.3.2 Maxwell-Gannet 和 Mie 散射理论在复合材料中的应用 |
1.3.3 透明纳米复合材料的设计标准 |
1.4 选题背景与研究意义 |
1.5 主要研究内容 |
第2章 实验原料、NPB 的合成及分析测试 |
2.1 引言 |
2.2 实验原料及化学试剂 |
2.2.1 线性聚合物的性能参数 |
2.2.2 化学试剂 |
2.3 SiO_2纳米颗粒的表面功能化 |
2.3.1 SI - ATRP 引发剂(Initiator)的合成 |
2.3.2 SiO_2纳米颗粒的功能化过程 |
2.4 SI -ATRP 技术对 NPB 的合成 |
2.4.1 小直径 SiO_2纳米颗粒的 SI-ATRP 过程 |
2.4.2 大直径 SiO_2纳米颗粒的 SI-ATRP 过程 |
2.4.3 嫁接聚合物分子链从 NPB 中的分离过程 |
2.5 分析测试 |
2.5.1 差式扫描热量法 |
2.5.2 透射扫描电镜分析 |
2.5.3 显微镜用薄片切片机 |
2.5.4 热重分析 |
2.5.5 光谱仪 |
2.5.6 动态光散射仪 |
2.5.7 凝胶渗透色谱法 |
2.5.8 纳米压痕仪 |
2.5.9 原子力显微镜 |
2.5.10 小角度 X 射线散射仪 |
2.6 本章小结 |
第3章 NPB 的反应动力学及嫁接链的热动力学研究 |
3.1 引言 |
3.2 TSI 对 NPB 的组成和热机械性能影响 |
3.2.1 TSI 对 NPB 的组成影响 |
3.2.2 嫁接和自由聚合物分子链的分离 |
3.2.4 结果与讨论 |
3.3 NPB 中嫁接链的热动力学分析 |
3.3.1 NPB 的嫁接密度计算 |
3.3.2 NPB 中嫁接链结构的 D-C 模型 |
3.3.3 实验用 NPB 及相应线性聚合物的参数 |
3.3.4 NPB 的 TEM 测试及临界聚合度 NC的计算 |
3.3.5 结果与讨论 |
3.4 本章小结 |
第4章 NPB 在基体中的分散和相容性研究 |
4.1 引言 |
4.2 Flory-Huggins 理论在两相混合体系中的应用 |
4.3 实验用 NPB 的结构参数 |
4.4 结果与讨论 |
4.4.1 非热体系中 NPB 在复合材料基体中的分散性 |
4.4.2 热体系中 NPB 在复合材料基体中的分散性 |
4.4.3 高含量纳米颗粒的 PNCs 的力学性能分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 添加 NPB 生成纳米复合材料的 Tg研究 |
5.1 引言 |
5.2 PNCs 的合成过程及热性能分析测试 |
5.3 实验用 NPB 的结构参数 |
5.4 结果与讨论 |
5.4.1 热体系中含有 NPB 的纳米复合材料的 Tg研究 |
5.4.2 非热体系中含有 NPB 的纳米复合材料的Tg研究 |
5.5 本章小结 |
第6章 含有 NPB 的高透明纳米复合材料的制备 |
6.1 引言 |
6.2 NPB 在液态环境中的散射 |
6.2.1 NPB 有效折射率 neff的计算 |
6.2.2 散射截面C_(sca)~(exp)和C_(sca)~(sim)的计算 |
6.2.3 实验用 NPB 的结构参数 |
6.2.4 NPB 的 TEM 测试 |
6.2.5 结果与讨论 |
6.3 高透明纳米复合材料的制备及光散射研究 |
6.3.1 含有 NPB 的 PNCs 的合成 |
6.3.2 含有 NPB 的 PNCs 光散射性能测试 |
6.3.3 实验用 NPB 的结构参数 |
6.3.4 NPB 的 TEM 测试 |
6.3.5 Mie 散射理论对于 NPB 散射截面的模拟 |
6.3.6 结果与讨论 |
6.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
(10)拉曼光谱技术在聚合物研究中的应用进展(论文提纲范文)
引言 |
1拉曼光谱的理论基础[41~48] |
1.1拉曼效应及拉曼位移 |
1.2拉曼光谱仪 |
2拉曼光谱技术 |
2.1表面增强拉曼光谱技术 |
2.2共焦显微拉曼光谱技术 |
2.3拉曼Mapping成像技术 |
2.4针尖增强拉曼光谱技术 |
2.5共振散射拉曼光谱技术 |
3拉曼光谱在高分子科学领域中的应用 |
3.1拉曼光谱法研究聚合物链的构象结构 |
3.2拉曼光谱法研究聚合物玻璃化转变和结晶 |
3.3拉曼光谱法研究聚合物的扩散界面 |
3.4拉曼光谱法研究聚合物共混体系的相态结构及其高分子多相体系的相容性 |
3.5拉曼光谱法研究聚合物溶液的相转变 |
4总结 |
四、Flory状态方程理论研究PS/PMMA/SAN相行为(论文参考文献)
- [1]多相聚合物相结构对超临界二氧化碳发泡行为的影响[D]. 张少锋. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [2]紫外光照对PS-AA-PMMA及其三元混合物相行为的影响研究[D]. 管跃. 南京信息工程大学, 2019(03)
- [3]聚甲醛(POM)/聚丁二酸丁二醇酯(PBSU)共混体系相容性、结构及性能的研究[D]. 沈洁清. 杭州师范大学, 2019(01)
- [4]聚合物链结构影响纳米颗粒分散及橡塑共混中的相变机理研究[D]. 魏朝阳. 北京化工大学, 2017(01)
- [5]嵌段共聚物增容剂对不相容均聚物共混体系相行为和界面性质的影响[J]. 王健,卢宇源,徐玉赐,阮永金,李良一,安立佳. 高分子学报, 2016(03)
- [6]动态不对称高分子共混体系分子动力学和相分离行为研究[D]. 徐亚芳. 上海交通大学, 2016(03)
- [7]聚合接枝改性蒙脱土填充苯乙烯丙烯腈共聚物/聚甲基丙烯酸甲酯共混体系相行为的研究[D]. 刘挺. 浙江大学, 2016(10)
- [8]碳纳米管填充LCST型聚甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯丙烯腈共聚物共混体系的相行为和导电行为研究[D]. 李会会. 浙江大学, 2016(10)
- [9]功能化“纳米刷”及其复合材料的合成与性能研究[D]. 党阿磊. 西北工业大学, 2015(07)
- [10]拉曼光谱技术在聚合物研究中的应用进展[J]. 胡成龙,陈韶云,陈建,张卫红,陈旭东. 高分子通报, 2014(03)