注射成型聚合物充模取向应力场模型化理论研究:考虑熔体的可压缩性

研究复杂流场条件下恒温可压缩聚合物熔体注射充模流动取向应力场数学模型理论。针对缠结大分子链单体在成型充模过程中的无规形变特性,基于简化与假设,建立以缠结大分子链单体等效末端距矢量(End-to-end vector,ETEV)为核心的恒温可压缩聚合物充模取向物理模型;基于不可逆热力学与统计力学理论,推导得出大分子链单体流动取向应力形变模型;引入自由体积理论,阐明微元变形前后当量体积比率J与微元Finger应变张量-1C之关联性,进而得出恒温可压缩聚合物充模取向应力-应变'伪高弹'模型;研究聚合物微元的取向拉伸比λ与形变历史的相关性,得出非线性取向应力-形变关系模型,进而得出与经典K-BKZ模型具有一致形式的'伪高弹'积分模型;研究相关模型的物理性态,结果表面相关模型对表征相关聚合物充模取向工程问题具有较好的适配性与科学性。

端基被平面壁吸附的高分子链的Monte Carlo研究(英文)

运用 Monte Carlo方法研究了端基被无限大平面壁吸附的线型无规飞行链的末端距矢量 R的分布 P(R)和链的形状，计算了末端距矢量 R与 z轴（垂直于平板）的夹角θ，链的最大主轴 L3与 z轴的夹角α，以及 R与 L3的夹角β的平均值 <θ >、 <α >、 <β >和各自的分布 .得到如下结论： 1.端基吸附的高分子链的均方末端距≈ (4/3)n，末端距矢量的径向分布为非高斯型， P(R)dR=2A4exp(－ R2)R3dR，其中 n为链长， =3/(2n).表明链受到限制后，较小的末端距 R的分布概率减小，而较大的 R的分布概率增大，导致链变得较为伸展 . 2.角θ的平均值 <θ >≈ 45°，分布为 P(θ )dθ =sin2θ dθ，表明吸附高分子链的末端极少处于平面附近，即平面对高分子链具有排斥作用 .但角α的平均值 <α >≈ 55.5°，分布近似为 P(α )dα =sinα dα，均与自由链的情况相近，表明平面对最大主轴 L3的方向的影响不大 . 3.端基吸附的高分子链的末端距矢量 R与最大主轴 L3之间有较强的关联，它们的夹角β的平均值 <β >≈ 27°，其分布的峰值所对应的β值约为 10° . 4.吸附高分子链的形状更偏离球形，形状因子 ::约等于 1:2.73:12.5.

恒温不可压缩熔体注塑充模取向应力-形态关系模型理论

研究了复杂物理场作用下恒温不可压缩熔体注射充模取向-形态关系模型理论。针对恒温不可压缩熔体缠结大分子链单体在注塑充模过程中的无轨形变特性,建立了以等效末端距矢量(end-to-end vector,ETEV)为核心的聚合物充模流动诱导取向物理模型;基于不可逆热力学与连续介质力学理论,研究得出了与胡克定律具有类似形式的缠结大分子链单体取向形变模型,进而得出了恒温不可压缩聚合物充模取向应力-形态关系线弹性理论模型;研究了聚合物充模取向的高弹形变特性,引入Langevin模型以表征大分子链单体相关参量与微元体积之间的定量关系,得出了理论上等价、适配性更高的聚合物充模取向应力-形态关系高弹性理论模型;研究了相关理论模型的结构特点与物理性态,并与经典KBKZ模型进行了比较,说明了该模型对表征相关聚合物充模取向工程问题具有较好的适配性与科学性。