介观模拟方法研究高分子表面活性剂在水介质中的聚集行为

高分子表面活性剂已广泛应用于许多领域,其构型复杂、分子量大等特点使其聚集行为不同于小分子表面活性剂.从微观上认识其聚集行为可为应用提供指导,因而此方面的研究倍受关注.计算机模拟技术的发展使我们能成功地在微观或介观水平上获得高分子表面活性剂聚集行为的信息.本文综述了耗散粒子动力学(DPD)和介观动力学(MesoDyn)在高分子表面活性剂聚集行为研究中的应用.着重介绍了这两种介观模拟方法研究单一高分子表面活性剂溶液的相行为及其与低分子表面活性剂之间的相互作用,揭示了实验中难以观测的微观相分离及聚集体结构形态的变化规律.这些信息可以为实验研究提供指导和补充.

气/液界面上β-环糊精与十六烷基三甲基溴化铵包结物形成的分子动力学模拟

利用分子动力学模拟的方法从分子水平上研究了气/液界面上β-环糊精(-βCD)与十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)包结物的形成.对β-CD与CTAB摩尔比分别为1∶1和2∶1的两个体系进行了模拟研究,体系的能量、径向分布函数和均方根位移变化的结果表明,-βCD与CTAB分子可以在气/液界面上形成包结物,相对而言,更易形成1∶1型包结物.

无机黏土对SBS改性沥青性能的影响

近些年发现无机黏土对沥青性能有良好的影响,这里将3种无机黏土——硅藻土、膨润土和蒙脱土分别加入SBS改性沥青中,考察不同掺量下对沥青性能的影响,可以发现这3种无机黏土可以显著升高软化点,并降低针入度,延度略微降低,仍都大于38 cm,且硅藻土和蒙脱土在一定的掺量下还可以保证其良好的高温储存稳定性。

当沥青遇到流变仪

提及流变仪,很多公路人都会感到很陌生,什么是流变仪?它有哪些用途?其与公路建设有何联系?目前,流变仪在公路工程中的应用并不是十分广泛,但已被证实在沥青和乳化沥青的性能评价中有重要的作用,十分有必要进行进一步的研究与应用。流变仪是用于测定物质流变性能的仪器,流变性质则是某一种物质对外力表现为弹性和粘性双重特性,即粘弹性。其中,粘性对应物质的流动,与物质本身固有的性质有关,为非可逆变形过程;对某一物体外加压力。

乳化沥青的界面黏弹性及Zeta电位研究

通过对两种自制乳化剂A,B界面扩张模量及所制备乳化沥青Zeta电位的测定,考察了界面扩张模量和Zeta电位与乳化沥青稳定性之间的关系。当自制乳化剂A,B浓度分别为100 mg/L,50 mg/L时,界面膜弹性最大。当乳化剂A,B掺量分别为2.8%、1.2%时,所制备乳化沥青Zeta电位绝对值最大,储存稳定性最佳。因此,界面扩张模量、Zeta电位与乳化沥青储存稳定性有着良好的对应关系,故二者可作为评价乳化剂优劣及确定乳化剂最佳用量的指标。

EP结构胶用腰果酚改性混胺低温固化剂的合成与表征

以腰果酚作为脂肪胺/脂环胺混胺的曼尼希改性剂,合成了一种EP(环氧树脂)结构胶用新型可低温固化的固化剂。研究结果表明:含不同脂肪胺/脂环胺配比的固化剂,其胺值、低温固化程度及固化度(α)均随脂肪胺掺量增加而增大;当w(脂肪胺)≥70%(相对于混胺质量而言)时,结构胶的剪切强度(>14 MPa)仍可满足低温固化的要求;全脂肪胺体系与全脂环胺体系相比,前者的表观活化能(Ea)明显低于后者;混胺体系的固化反应兼具自催化和扩散控制的特征。

冷再生乳化剂对乳化沥青残留物流变性能的影响

针对冷再生乳化沥青体系,考察了单一乳化剂(阳离子乳化剂)与复配乳化剂(阳离子乳化剂与非离子乳化剂复配)对乳化沥青残留物流变性能的影响。研究结果表明:单一乳化体系的复数粘度、复数模量等流变学参数除相位角外,其他受温度影响较小;复配体系的复数粘度、复数模量以及相位角等流变学参数受温度影响较为明显;阳离子乳化剂与非离子乳化剂复配体系抵抗温度变形的能力优于阳离子乳化剂体系。采用G*/sinδ与|G*︱/{1-[1/(sinδtanδ)]}两种评价方法对4种体系进行判定,结果表明:对于冷再生乳化沥青体系,这两种方法具有一致性。

乳化沥青用水性环氧树脂的制备及性能研究

针对目前市售水性环氧树脂与乳化沥青配伍性差的问题,利用含亲水性氧化乙烯链段的聚乙二醇(PEG)与双酚A环氧树脂E-51中的环氧基团反应,制备出一种自乳化型非离子水性环氧树脂,其具有优异的稳定性及与乳化沥青的配伍性,固化物具有一定强度的同时,兼具韧性。

SBR胶乳对乳化沥青流变性能的影响

通过测定改性乳化沥青蒸发残留物3大指标以及流变行为曲线,研究了改性剂丁苯(SBR)胶乳掺量对乳化沥青蒸发残留物性能的影响。结果表明:在高温和低频区,改性剂SBR胶乳对沥青的弹性有一定程度的改善,随SBR掺量的增加,改善效果会产生小幅提升,这与三大指标测试结论一致。综合分析得出胶乳的最佳掺量为3%。

SBS掺量对改性沥青流变性能的影响

从常规指标、动态剪切流变仪(DSR)以及混合料性能等方面描述了改性剂SBS掺量对沥青的影响情况。试验数据显示,高分子聚合物SBS的加入使改性沥青的模量、黏度增加,相角减小,并且改变幅值随掺量的增加更明显,说明SBS可以大幅提升沥青的变形和抗疲劳能力,这是由于SBS聚合物大分子在沥青内部交联成较为完善的空间网络结构。SBS掺量对沥青流变性能的改善效果与沥青常规指标的测试结果保持一致。

SBS改性沥青的物理性能与中低温流变性研究

该文对SBS聚合物改性沥青(PMB)在中低温下的物理性能与流变性能进行研究。结果表明:PMB在60℃时表现为假塑性流体,而未改性沥青则更像牛顿流体。低频率下,SBS改性沥青的储能模量曲线斜率接近2,损耗模量近似1,表明聚合物改性剂与沥青基具有较强的相互作用和良好的相容性。SBS改性沥青的储能模量与损耗模量的关系满足HAN曲线,表明其为均一系统。SBS改性剂与沥青基的交联结构可根据MacKintosh理论确定,改性沥青的动态模量和聚合物改性剂的含量具有较好的相关性,表明PMB具有较强的黏弹性和稳定的网络结构。聚合物改性沥青从黏性到弹性的过渡温度(VET)随着改性聚合物含量的增加而增加,表明PMB具有较强的抗开裂能力,尤其当聚合物改性剂的掺量超过5%时。测试了聚合物改性沥青样品的物理力学性能,其与流变性测试的结果一致。

沥青粘弹性理论及实验数据分析

选用一种基质沥青70#通过HR-3实验系统分析了Superpave沥青的温度敏感性,运用Origin软件进行详细分析,主要研究中低温区间的感温性。结果表明,在中低温区间采用沥青车辙因子5℃时的变化率作为评价指标具有明显优势,为提高沥青温度敏感性提供帮助。

冷再生混合料用乳化沥青流变性能

为了准确评价乳化沥青流变特性对冷再生混合料路用性能的影响规律,从而为乳化沥青冷再生混合料性能指标的建立提供参考。采用界面流变和动态剪切流变的手段,以乳化沥青的界面扩张模量、黏性/弹性模量、相位角、黏性和弹性的转变点等流变参数为主要特征参数,考察其随频率和温度的变化情况以及对冷再生混合料性能的影响规律,并结合乳化沥青各组分的作用机理和流变模型分析,采用描述线性黏弹性流体的理想模型(即Maxwell流体模型)进行拟合计算,建立了多项流变参数与路用性能指标的构效关系,并进行乳化沥青冷再生混合料的性能评价。试验结果表明:所考察的流变性能参数与乳化沥青及冷再生混合料的性能有很好的相关性;界面扩张模量与乳化沥青的黏度和储存稳定性呈正相关性,其值越高,乳化沥青黏度越大,储存稳定性更佳;乳化沥青黏性-弹性的转变温度以及模量与冷再生混合料的强度和水稳定性呈正相关性,其值越大,乳化沥青冷再生混合料的强度越高,水稳定性更好;与经典的Maxwell流体模型相比,乳化沥青的cole-cole图(弹性模量对黏性模量作图)和G′/G″-ω图(弹性模量G′和黏性模量G″对频率ω作图)均与理论模型偏离,属于具有非单一结构松弛时间的非线性黏弹性流体。研究结果可为乳化沥青冷再生混合料的理论研究及性能指标的建立提供参考。