白炭黑/炭黑混合填料补强仿生橡胶的性能

白炭黑/炭黑混合填料是近年来发展最快的一种新型橡胶材料补强剂,主要用来改善橡胶材料的动态性能.为了探究混合填料比例和密炼工艺对仿生橡胶动静态力学性能的影响机制,设计了两组实验:(1)固定密炼时间为6 min,采用不同混合比例的白炭黑/炭黑填料填充仿生橡胶,并对其分散、拉伸、疲劳及滚动阻力等性能进行系统研究.结果表明,当白炭黑在填料中的质量分数<50%时,随着白炭黑质量分数的增加,硫化胶拉伸强度显著下降,这是由于混合填料引起的分子链最大交联程度下降所致.进一步增加白炭黑含量,硫化胶的拉伸性能变化不明显,但分散等级由约1级提升至约9级,填料团聚体尺寸的减小使硫化胶的断裂伸长率和伸张疲劳寿命显著提高.(2)在固定混合比(填料中白炭黑的质量分数为75%)条件下,研究了密炼时间对硫化胶动静态力学性能的影响.结果表明,在2~10 min密炼时间范围内, 4 min密炼即显著提升拉伸强度、 300%定伸应力以及断裂伸长率,同时降低滚动阻力.主要原因是此时分子链的最大交联程度较大,分散等级和分散度较高.进一步延长密炼时间(6~10 min),填料在橡胶中易发生重新聚集,聚集体平均粒径增大且分散度下降,对橡胶的动静态性能会产生负面影响.

炭黑N134在不同橡胶基体中的分散及其混炼工艺调控

以炭黑N134作为填料,对比了异戊橡胶、丁苯橡胶及仿生橡胶3种体系下混炼工艺对硫化胶性能的影响,并针对仿生橡胶体系炭黑分散度低的问题,对混炼工艺进一步优化,从而提高分散度和动静态性能.结果表明,在所研究的密炼时间范围内,随着密炼时间的延长,异戊橡胶体系和丁苯橡胶体系的分散等级由原本的1级左右提升至6级以上.但延长密炼时间并未明显提升仿生橡胶体系的炭黑分散度.针对该问题引入塑炼和包辊工艺,仿生橡胶炭黑分散性明显提高.随炭黑分散等级的增加,3种橡胶体系的伸张疲劳性能均得到了较大改善.其中仿生橡胶生胶经塑炼后,门尼黏度和重均分子量均明显下降,表明塑炼对于增强胶料的加工性能有明显作用.相同炭黑混炼时间下,随着塑炼时间的延长,硫化胶佩恩效应也增强,这主要是由于炭黑分散程度的提高使得炭黑与橡胶基体的有效接触面积增加,进而在一定程度上增加了界面结合胶的含量.

PE线胀系数、等温压缩率和压力系数的测定

利用PVT-100数据仪对聚乙烯(PE)的PVT数据进行了测量,得到了比体积随温度和压力变化关系图,并由温度、压力和比体积的数据计算得出了PE的线胀系数(α)随温度变化的近似关系式,等温压缩率(β)随压力变化的关系式,以及压力系数(γ)随温度的变化关系式,并用Tait方程法也得到了α,β,γ的值,且与实验拟合值作了比较。

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PVT分析仪测定PS的热膨胀系数、等温压缩系数和热压系数

利用实验测得的ＰＶＴ数据直接计算出聚苯乙烯（ＰＳ）的热膨胀系数α，等温压缩系数β和热压系数γ随温度和压力的变化关系，与同样从ＰＶＴ数据获得的Ｔａｉｔ方程计算出的α、β和γ结果比较，说明了Ｔａｉｔ方程在使用上存在一定的局限性。

PEO-PPO-PEO水溶液体系胶束化及凝胶化行为的耗散粒子动力学模拟

采用耗散粒子动力学(Dissipative particle dynamics,DPD)模拟方法研究了三嵌段共聚物聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(PEO-PPO-PEO)的胶束化和凝胶化行为.通过模拟得到了F127(EO99PO65EO99)水溶液的临界胶束浓度和临界凝胶浓度.结果发现,在298 K、质量分数低于40%时,F127水溶液中形成的胶束形状均为球形.此外,进一步研究了亲水嵌段长度对胶束结构及凝胶形成浓度的影响,结果发现,亲水嵌段越短,越有利于长椭球状胶束的形成,而临界凝胶浓度随着亲水嵌段PEO长度的增加而降低.

相分离高分子共混薄膜退火和准淬火的原位原子力显微镜研究

The morphology and phase shift of phase-separated PMMA/SAN thin film on silicon wafer were studied by in situ AFM with hot stage through the annealing and quasi-quenching. The results show that the phase shifts are different between high temperature and room temperature, and between ultrahigh vacuum and ambient and between in situ and ex situ although the morphologies are almost invariable. The reasons were discussed simply.

PMMA/SAN共混体系的热膨胀系数和等温压缩系数测定

通过溶液共混制得不同组成的聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)和苯乙烯 -丙烯腈共聚物 (SAN,其中AN的含量约为 30 % (质量 ) )的共混物。利用压力 -体积 -温度 (p VT)膨胀仪对 PMMA、SAN纯组分样品及各共混物分别进行了测量 ,得到了它们的比容 Vsp随温度 T和压力 p变化的关系 (p VT数据 ) ,计算出它们的热膨胀系数 α随温度变化的关系以及等温压缩系数 β随压力变化的关系。在此基础上 ,拟合出共混物的 α和 β分别随组成变化的关系式。此外 ,应用 Tait方程对所有样品的 p

薄膜用聚丙烯树脂熔融态PVT行为的研究

利用PVT 10 0分析仪对 5种不同牌号的双向拉伸用聚丙烯 (BOPP)树脂的压力 体积 温度 (PVT)特性进行了测定 ,并利用Tait方程法得出BOPP熔体的热膨胀系数 (α)随温度和等温压缩系数 (β)随压力的变化关系 .研究结果表明 ,在相同条件下 ,牌号为S2 8C的BOPP熔体的热膨胀系数、等温压缩系数和结晶熔融温度分别低于其它牌号 ,因此 ,我们推断S2 8C在冷片形成过程中的体积形变较小 ,可避免由于收缩产生的模片表面缺陷 。

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.

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.

无规共聚聚丙烯的热膨胀系数和等温压缩系数的测定

利用PVT 10 0分析仪对 4种不同牌号的无规共聚聚丙烯的压力 体积 温度特性进行了测定。通过定义法和Tait方程法得出PPR的热膨胀系数 (α)随温度以及等温压缩系数 (β)随压力的变化关系。发现 2种计算方法的结果在高于结晶温度时 ,互相吻合较好。比较了 4种样品的热膨胀系数、等温压缩系数和结晶温度 ,结果表明 ,在 2 0～ 30MPa或 80～ 10 0MPa范围内 ,齐鲁PPR(QLPPR)的等温压缩系数低于其它牌号的样品 ,它在不同压力下的结晶温度也低于其它牌号的样品。

几种CPP树脂的pVT特性

利用 PVT- 10 0分析仪对几种不同牌号的流延聚丙烯 (CPP)进行了 p VT特性测量 ,得到了比容随温度和压力变化的关系。通过公式法计算出热膨胀系数 α和等温压缩系数 β与温度和压力的依赖关系 ,并与由 Tait方程计算出的 α和 β结果进行了比较。另外从比容随温度和压力变化的关系图得到了各种牌号 CPP熔融温度 Tm 与压力的关系。最后通过高温凝胶渗透色谱 GPC法测量实验前后样品的分子量表明 CPP在 p

PBD/PDMS共混物分散相的聚并捕获行为

借助显微-剪切装置在线研究了低速剪切场下SiO2纳米粒子含量、分散相聚丁二烯(PBD)浓度和剪切速率对PBD/聚二甲基硅氧烷(PDMS)不相容体系中聚并捕获行为的影响.结果表明,聚并捕获所形成的液滴尺寸与形状规整度由粒子含量、分散相浓度和剪切速率等因素共同决定.在较低的SiO2纳米粒子含量或较高的分散相浓度下,PBD液滴在低剪切场下发生聚并捕获,形成尺寸较大、形状不规则的液滴.增加SiO2纳米粒子含量或减小分散相浓度,能够减小分散相的尺寸并提高分散相的规整度.增加剪切速率能有效地减小分散相的尺寸并提高分散相的规整度.

F68和F108水溶液溶胶-凝胶转变过程的流变学研究

采用流变学方法研究了具有高PEO质量分数(80%)的两亲性三嵌段共聚物Pluronic F68(PEO80-PPO30-PEO80)和F108(PEO133-PPO50-PEO133)的水溶液在升温过程中的溶胶-凝胶转变过程,发现对于特定浓度的嵌段共聚物水溶液,在溶胶-凝胶转变过程中会出现一个"软凝胶"区域,通过对F68进行区域的频率扫描实验,推测了相应的内部结构.

软三嵌段两面神胶体粒子自组装行为的模拟研究

采用软补丁粒子模型及相应的介观动力学模拟方法,研究了软三嵌段两面神胶体粒子在稀溶液条件下的自组装行为.通过合理调节补丁大小和补丁之间的吸引强度,软三嵌段两面神胶体粒子能够自组装形成非常丰富的聚集结构,包括线状结构、六方柱状结构、体心四方束状结构以及三维网络状结构.此外,分析了与纤维结构类似的体心四方束状结构形成的动力学机理.模拟结果为实验上设计并制备新颖的超胶体纳米结构提供一定的理论支持.

聚乙烯导热复合材料的电子束辐照改性

将低密度聚乙烯(LDPE)、氧化铝(Al2O3)和纳米二氧化硅(SiO2)进行熔融共混,再通过电子束辐照对得到的材料进行改性,得到了同时具有高导热性能和力学性能的复合材料(PE-Al-Si)。当纳米SiO2的质量分数为1%,电子束辐照剂量为120 kGy时,与不含SiO2的复合材料(PE-Al)相比,PE-Al-Si的导热系数达到了0.759 W/(m·K),提高了22%。另外,PE-Al-Si的拉伸强度比PE-Al提高了17%。证明SiO2不仅可以改善复合材料的力学性能,同时还提高了辐照效率及复合材料的导热性能。

一种高迁移率聚合物太阳能电池材料的合成及其器件表征

设计合成了一种中等带隙共轭聚合物,聚[N-(2-己基癸基)-2,2'-二噻吩-3,3'-二甲酰亚胺-交替共聚-5,5-(2,5-双(3-癸氧基噻吩)-2-噻吩基)-噻吩)](PBTI3T-O),其光谱吸收覆盖波长从400 nm到720 nm,具有较宽的吸收范围,同时易溶于氯苯溶剂,利于溶液加工。PBTI3T-O与[6,6]-苯基-C71-丁酸异甲酯(PC71BM)复合薄膜的空穴迁移率为5.90×10-3cm2/(V·s),该迁移率高于其它大部分聚合物电池给体材料。由于PBTI3T-O较高的空穴迁移率,基于PBTI3T-O/PC71BM的器件在活性层厚度为237 nm时,效率可以达到5.56%。即使活性层膜厚进一步增加到约300 nm时,器件的效率仍能够保持其最高器件效率的97%,可见其具有在大面积加工工艺中的应用潜力。

Monte Carlo模拟研究高分子单链在基体中扩散的拓扑效应

采用基于格子模型的Monte Carlo模拟方法研究了在高分子基体中扩散的4种不同拓扑组合(环形或线形高分子链)体系中目标单链的静态和动态性质.结果表明,环形目标单链的性质受基体分子拓扑结构的影响大于线形目标单链;其中环/线这一拓扑组合中目标单链的扩散机理相比其本体已经发生了较大改变,链末端在其中起了重要作用.

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 .