四川龙门山断裂带高精度地壳/岩石圈黏度结构及其动力学意义

岩石圈黏度是大陆动力学研究中一个重要参数,但是岩石圈黏度,尤其是横向小尺度(<100 km)黏度结构的确定是一个挑战.本文根据电阻率和黏度与它们控制因素的相似关系,直接把一条跨过青藏高原东缘和四川龙门山断裂带的大地电磁(MT)探测的电阻率剖面转换成黏度结构作为输入,在GPS速度和地表地形数据的约束下,利用地球动力学数值模拟获得了该剖面的二维地壳/岩石圈黏度结构.本文推断的黏度与前人获得的区域尺度的黏度值一致,但揭示出了更多的细节.本文的黏度结构揭示出研究区域内的地壳/岩石圈黏度存在较大的空间变化范围(约5量级),黏度值分布在1.48×10^17~8.44×10^22 Pa·s之间;龙门山断裂带下的黏度存在强烈的小尺度横向变化,其中、下地壳的黏度分别为1.99×10^18~8.21×10^20 Pa·s(平均1.17×10^20 Pa·s)和4.09×10^19~7.08×10^20 Pa·s(平均1.77×10^20 Pa·s).基于该黏度结构的地球动力学模型表明驱动青藏高原中-下地壳物质流动的可能是热-化学浮力,以及上地壳和中-下地壳可能处于解耦状态.本文获得的黏度结构可以为龙门山断裂带地震成因和机制、岩石圈小尺度变形和构造应力状态的深入研究提供重要的帮助.

PMAs的结构与性能及其制备工艺

PMAs分子结构独特,制备工艺适应性强,在润滑油添加剂领域占有重要地位。通过PMAs的分子结构与工艺设计,如单体与聚合物极性、单体类型、单体含量、侧链烷基长度、官能团引入、分子量及其分布的调控等,可赋予产品希望的特性或通用性,是开发市场竞争力产品的有效途径。文章对此进行了详细论述,并指出未来PMAs的研发趋势。

再生无色聚对苯二甲酸丁二醇酯-co-碳酸丁二醇酯流变性能研究

有色废旧聚酯纺织品经乙二醇(EG)醇解后,与甲醇(MeOH)酯交换并脱色提纯,得到无色对苯二甲酸二甲酯(DMT);DMT再与1,4-丁二醇(BDO)酯交换得到无色对苯二甲酸双羟基丁二醇酯(BHBT);BHBT与碳酸二甲酯(DMC)和BDO酯交换,得到双甲基碳酸丁二醇酯(BMBC),通过缩聚反应制备出再生无色聚对苯二甲酸丁二醇酯-co-碳酸丁二酯(clr-PBCT)共聚酯。采用毛细管流变仪分别对clr-PBCT60和clr-PBCT70的熔融流变性能进行了测试。结果表明:2种clr-PBCT共聚酯的熔体呈现剪切变稀现象,具有非牛顿流体的流动特征;当剪切速率小于1100 s^(-1)时,clr-PBCT60的可纺性要优于clr-PBCT70;二者的非牛顿指数n均小于1,且随着测试温度的提高而增大;其粘流活化能(ΔE_(η))则随剪切速率的增加而减小,且clr-PBCT60共聚酯的ΔE_(η)明显低于clr-PBCT70;当剪切速率小于1100 s^(-1)时,clr-PBCT60样品熔体的结构黏度指数低于clr-PBCT70样品,剪切速率增大时则相反。

储层条件下的含蜡原油流变性研究

为研究含蜡原油在储层条件下的流变性,应用高压黏度计,在储层压力条件下开展了原油流变性实验。结果表明:在较低的温度条件下,含蜡原油的黏度随剪切速率增大而减小,且起初在一定的剪切速率范围内减幅较大,随后减幅越来越小;随着温度的降低,含蜡原油的表观黏度、黏流活化能及稠度系数增大,非牛顿指数减小,流变特性越来越偏离牛顿流体;采用非牛顿指数、稠度系数、黏流活化能和结构黏度指数等4项参数,能较全面地表征储层条件下含蜡原油的流变性。

聚乳酸/聚酯共混体系熔体流变性能研究

对聚酯与聚乳酸共混体系的相容性及熔体流变性能进行了研究。首先制备不同比例的PET/PLA共混体系,并利用示差扫描量热仪(DSC)研究共混体系的相容性,发现m(PLA)/m(PET)在20%以内时相容性较好。而后利用毛细管流变仪研究了不同温度、不同剪切速率下共混体系的熔体流变性能,发现随PLA含量的增大,非牛顿指数先增加后减小,且在m(PLA)/m(PET)=10%时出现极大值;黏流活化能则随PLA含量的增大而降低;另外当m(PLA)/m(PET)=10%时的共混体系可纺性较好。

二醋酸纤维素纤维纺丝溶液流变性能

为研究二醋酸纤维素纤维纺丝成形工艺,采用Physica MCR101流变仪测试二醋酸纤维素纤维纺丝溶液的质量分数、温度与剪切速率之间的变化关系,得到纺丝溶液的流动曲线。在此基础上,模拟分析出纺丝溶液的非牛顿指数、结构黏度指数和黏流活化能等流变参数。结果表明:二醋酸纤维素纤维纺丝溶液为切力变稀非牛顿流体,随着溶液温度的升高,溶液的表观黏度和结构黏度指数减小,非牛顿指数增加;随着溶液质量分数的增加,溶液的表观黏度和结构黏度指数呈现增大趋势,而非牛顿指数和黏流活化能逐渐减小。

芳砜纶纺丝溶液的流变性能研究

研究了自制的芳砜纶(聚砜酰胺)纺丝溶液的浓度、温度及聚合物的相对分子质量对纺丝溶液的流动曲线、粘流活化能、非牛顿指数和结构黏度指数的影响。结果表明:DMAc溶剂体系低温缩聚的芳砜纶纺丝溶液为切力变稀的非牛顿流体,芳砜纶聚合物相对分子质量增大、溶液浓度升高使纺丝溶液的非牛顿性增加,温度升高使其减小,其中浓度的影响最大。

聚对苯二甲酰对苯二胺三元共聚物溶液的流变性

将对苯二胺、对苯二甲酰氯及4,4′二氨基二苯醚(ODA)在极性有机溶剂体系中进行低温缩聚,得到了聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)三元共聚物溶液.研究了溶液中共聚物质量分数、温度、CaCl2质量分数、共聚物的比浓对数黏度和ODA的摩尔分数对PPTA三元共聚物溶液的非牛顿指数、黏流活化能、结构黏度指数等重要参数的影响,为纺丝工艺的制定提供重要依据.

压力流场中含炭黑聚对苯二甲酸乙二醇酯熔体的流变特性

利用毛细管流变仪及反向压力腔组件研究了压力流场中含炭黑聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)熔体的流变行为,并与普通PET熔体的流变行为进行对比。结果表明:随剪切速率的增加,含炭黑PET熔体的“剪切变稀”行为比普通PET更显著;在相同温度和相同剪切速率下,含炭黑PET的剪切黏度随着压力的增加而增加;在相同剪切速率和相同压力下,随着温度的升高,含炭黑PET熔体的剪切黏度逐渐减小;压力增加ΔP与温度下降ΔT对剪切黏度的贡献是等效的;在相同剪切速率下,含炭黑PET熔体的黏-温依赖性随压力的升高而增强;在相同压力下,含炭黑PET熔体的黏-温依赖性随剪切速率的增加而减弱;随着温度的升高,普通PET和含炭黑PET熔体的结构粘度(Δη)降低,可纺性提高;当温度为290~295℃时,普通PET和含炭黑PET熔体的可纺性最优。

NaOH/尿素溶液中纤维素稳态流变性的浓度依赖性

为优化纤维素的纺丝条件,研究了纤维素在NaOH/尿素水溶液中的稳态流变性能。结果表明,不同质量浓度的纤维素在NaOH/尿素水溶液中都表现出假塑性流体的性质,非牛顿指数随着纤维素质量浓度的增加而下降,表观黏度和稠度系数则随其质量浓度的增加而增加。此外,纤维素在NaOH/尿素水溶液中的质量浓度变化对溶液的结构黏度影响较大,纺丝适宜质量浓度为4%-5%。

水包水乳液减阻剂的减阻机理研究

将采用分散聚合法制备的水包水乳液减阻剂直接溶解于纯水中,配制成滑溜水;通过环境扫描电子显微镜与室内管道摩阻仪对减阻剂进行微观结构表征与减阻性能测试。实验结果表明,该减阻剂具有良好的速溶性,能在 98 s 内溶解完全;减阻剂浓度和高价离子浓度影响滑溜水的减阻性能,其中,Ca^2+,Fe^3+,SO4^2-质量浓度分别超过 75,20,100 g/L 时,才会影响减阻效率;在滑溜水实际应用时应侧重非结构黏度的减阻作用。

阳离子易染型再生聚酯流变性能研究

以废旧聚酯纺织品为原料,乙二醇为醇解剂,间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠(SIPE)和聚乙二醇(PEG-1500)为改性单体,经液相聚合得到了阳离子染料易染型再生聚酯(即r-ECDP);对其熔融流变性能进行了测试研究。由样品的红外谱图可知,改性单体SIPE与PEG-1500均已成功引入到共聚酯中并生成了r-ECDP;r-ECDP熔体呈现较明显的假塑性,随着温度和剪切速率(γ)的增加,其表观黏度(η_(a))降低;随着改性单体PEG-1500添加量的增加,r-ECDP熔体的η_(a)也逐渐减小;r-ECDP的非牛顿指数(n)随测试温度升高而逐渐增大;其粘流活化能E_(η)则随剪切速率和PEG-1500添加量的增加而减小;其结构黏度指数(Δη)则随PEG-1500添加量的增加及温度升高,呈减小趋势。

熔纺改性UHMWPE热降解流变行为研究

文章用烯烃类改性剂PO1对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)进行共混改性以提高后者的熔融可纺性,采用Rosand RH-7型毛细管流变仪模拟熔纺热加工过程,研究了改性后体系的热降解流变行为。结果表明:UHMWPE/PO1体系在停留时间为15 min以下时,改性体系的热降解不明显,大于20 min后热降解明显,并伴随着热氧降解;改性后UHMWPE体系属于假塑性流体,但即使经历较长停留时间并在较高剪切速率下,体系的表观黏度仍然较高(大于100 Pa·s);体系的黏流活化能数值较低且随着停留时间的增加而增加,最大值仅有20.16 kJ/(mol·K);体系的结构黏度指数△η随温度及停留时间的增加呈降低趋势。

乙酰化麦醇溶蛋白溶液及与麦谷蛋白共混液流变性能的研究

为考察乙酰化对麦醇溶蛋白溶液及麦醇溶蛋白—麦谷蛋白共混液流变学性能的影响,利用旋转流变仪测定乙酰化麦醇溶蛋白溶液及乙酰化麦醇溶蛋白—麦谷蛋白共混液的流变学性能,并分析不同乙酰化程度对其结构黏度指数及非牛顿指数的影响。结果表明:乙酰化麦醇溶蛋白溶液属于剪切增稠型流体,随着乙酰化程度的增大,黏度增大,非牛顿指数增大;乙酰化麦醇溶蛋白—麦谷蛋白共混液属于剪切变稀型流体,随着乙酰化程度的增大,黏度减小,非牛顿指数增大,结构黏度指数减小。

纤维级高密度聚乙烯流变性能的研究

采用RH2000毛细管流变仪,考察了6种不同相对分子质量(Mw)及其分布指数(MWD)的纤维级高密度聚乙烯(HDPE)的流变性能。结果表明:6种HDPE的非牛顿指数(n)为0.56~0.75,均小于1,其熔体为典型的非牛顿流体,MWD较大的HDPE对剪切速率(γ)变化比较敏感,宜采用MWD较小的物料用于纺丝;为8032s-1时,HDPE的黏流活化能较小,基本保持在15kJ/mol左右,高下HDPE对温度的敏感程度较小,对黏度(ηa)的调控占主导地位;随着HDPE的Mw的增大,结构黏度指数(△η)随之增大,其中4种HDPE的η较小,分别为0.446,0.446,0.446,0.501,预示其可纺性较好,有利于皮芯复合短纤维的成形加工。

麦醇溶蛋白的单宁酸交联及对麦醇溶蛋白/麦谷蛋白共混液流变特性的影响

本研究采用单宁酸对麦醇溶蛋白进行交联,研究蛋白浓度、单宁酸添加量、温度、时间和pH对麦醇溶蛋白交联度的影响,并采用正交实验对单宁酸交联麦醇溶蛋白的工艺进行优化,最终确定交联工艺的最佳条件为:蛋白浓度7%,单宁酸添加量60 mg/g,反应温度为40℃,反应时间为24 h,反应pH为10,此时,麦醇溶蛋白的交联度为(26.59±0.38)%.流变学性质研究表明:单宁酸交联麦醇溶蛋白/麦谷蛋白共混液属于剪切变稀型流体,随着麦醇溶蛋白交联度的增大,共混液的黏度和结构黏度指数减小,非牛顿指数增大,有利于谷朊蛋白纤维和谷朊蛋白膜的制备.

常压阳离子可染聚酯熔体的流变性能研究

应用高压毛细管流变仪测试了2种常压阳离子染料可染聚酯(ECDP-1,ECDP-2)熔体的流变性能并与常规聚酯(PET)熔体的流变性能进行对比。结果表明:ECDP-1,ECDP-2与PET熔体都属于假塑性非牛顿流体,黏度随剪切速率(γ)的增大而减小;ECDP-1,ECDP-2与PET熔体的非牛顿指数都随温度的升高而增大,ECDP-1,ECDP-2熔体的非牛顿性大于PET;ECDP-1,ECDP-2与PET熔体的黏流活化能(ΔE_(η))随γ的增大先增大后减小;在所选γ范围内,ECDP-1,ECDP-2熔体的ΔE_(η)都大于PET;ECDP-1,ECDP-2与PET熔体的结构黏度指数(Δη)随着温度的升高而减小;ECDP-1,ECDP-2熔体的Δη较PET熔体高,表明ECDP-1,ECDP-2熔体的结构化程度高于PET熔体。

金属熔体黏度与结构相关性的分子动力学模拟

运用EAM(embed atom method)作用势,采用非平衡分子动力学模拟获得Al熔体的偶分布函数与黏度数值随温度的变化曲线,偶分布函数的计算结果与实验值符合得较好.对模拟所得到的黏度数据编程实现黏度的Arrhenius公式拟合,得到激活能E.并利用模拟所得到的黏度值及激活能对Lennard-Jones(L-J)作用势进行修正,获得黏度与偶分布函数及原子间相互作用势之间的关系式,两条黏度拟合曲线与分子动力模拟结果符合得比较好,说明拟合程序的编写是比较成功的,实现了对L-J作用势的修正.该研究为金属及合金原子间相互作用势的建立提供了新的思路.

西太平洋板块向我国东北地区深部俯冲的数值模拟

本文采用依赖温度的黏度结构以及考虑海洋板块和大陆板块厚度差异等特征,以太平洋板块向欧亚板块会聚速率作为板块速度的主要约束,通过变化海沟后撤速度模型,数值模拟西太平洋板块向中国东北的俯冲过程.结果表明,要产生类似于中国东北之下低角度的板片俯冲,海沟后撤是重要条件;而上下地幔黏度的较大差异是决定俯冲板片不穿透660 km相变而的决定因素;西太平洋板块向欧亚板块的俯冲应早于70 Ma B.P.,海沟后撤速度可能小于一些地质学家估计的45 mm/a,而且可能是分阶段变化的;速度场表明运动学模型的反过程:大陆岩石圈之下物质的不断水平向东的流动和推挤可能成为海沟后撤的力源之一,地幔物质的这种东向流动可能与印度板块挤压碰撞欧亚板块有关,沿欧亚板块东缘的扩张构造可能是太平洋欧亚板块运动和印度-欧亚板块运动的综合效应.

液态结构与性质关系Ⅰ--Mg熔体的运动黏度及与熔体微观结构的关系

采用坩埚扭摆振动法测量Mg熔体的运动黏度,得到935—1190K温度区间高精度的黏度-温度关系曲线v(T),发现升温和降温过程中Mg熔体的黏度随温度变化呈指数规律单调递增(减),没有发生异常变化和滞后现象.同时,利用液态结构中原子集团演变行为的物理模型,计算得出该温度区间Mg熔体的主要结构信息参数——原子集团尺寸-温度关系曲线d(T);通过对实验和计算数据的综合分析,发现Mg熔体的运动黏度和原子集团尺寸均为温度的单值函数,且二者之间存在线性的函数关系v(d),即v=v0+K·d(T).该函数关系揭示了Mg熔体微观结构的黏度变化特性,为计算金属熔体的运动黏度及深入认识其微观本质提供了新途径.