基于自由体积理论分析面团膜中的水分扩散特性

以面团膜为对象,采用动态水分吸附分析仪测定其在20、40℃时9个相对湿度水平下的吸湿过程。采用Vrentas&Duda自由体积理论确定扩散系数与水分质量分数和温度的关系,根据水分含量随时间的变化,反演求解自由体积模型的参数。研究表明,自由体积理论确定的扩散系数在大部分水分质量浓度范围内能够很好模拟面团膜对水分的吸湿过程,但在低水分区域的预测值明显偏低,为此,在Vrentas&Duda模型中增加一个考虑水分含量的自由体积项,以对该模型进行改进。随水分含量增加扩散系数表现出先略有降低、然后增大再快速增大3个阶段。最后,从β-转变和自由体积变化的角度深入讨论了在低水分含量时水分对扩散系数产生影响的机理。

小分子药物在半结晶乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)中的扩散机理:自由体积理论

Free volume theory was applied to the diffusion mechanism of drug through semi crystalline ethylene vinyl acetate (EVA) copolymer. According to free volume theory, drug diffused through semi crystalline EVA via vinyl acetate segments of the copolymer, and the dependence of D (D: diffusion coefficient of drug through EVA) on a (a :vinyl acetate content of copolymer; a <0.5) could be described as ln (D)=A1-A2/a(A1, A 2:constant). This was demonstrated by experimental data from several references.

基于自由体积理论和摩擦理论的流体自扩散系数预测模型

基于自由体积理论和摩擦理论,提出了一个新的用于预测流体自扩散系数的理论模型。基于该理论模型,通过结合文献给出的分子动力学模拟数据,推导出了一个可以用于计算Lennard-Jones流体自扩散系数的半经验方程,与文献给出的分子动力学模拟数据相比,方程的平均相对偏差为3.71%。同时,选取了4种不同分子结构的流体作为计算工质,对其自扩散系数进行了计算,结果显示:与文献给出的实验数据相比,作者提出的方程的平均相对偏差为9.32%。

高压熔化的自由体积理论

根据液体的自由体积理论导出了高压熔化的积分表达式。利用熔点处粒子的自由体积与其平均体积之比很小这一特性 ,给出了简化的自由体积高压熔化公式 ,简化公式具有与通常使用的高压Lindemann熔化公式完全相同的形式。初步探讨了Lindemann定律的物理内涵。

自由体积理论在聚氨酯/掺杂盐体系中的应用与矫正

利用交流阻抗谱仪、FT- IR、DSC研究了聚氨酯 /盐体系的离子状态和电导率。通过自由体积理论推导了聚合物固体电解质电导率的计算公式。为使公式更符合实际离子的存在状态 ,用变温红外光谱首次对离子状态随温度的变化进行跟踪研究 ,对公式进行了改进。并从电导率数据计算出了 VTF公式应用于聚氨酯 / L i CF3SO3体系的各种参数 。

自由体积理论在离子注入聚对苯膜导电机理研究中的应用

采用离子注入掺杂技术 ,研究了聚对苯 (PPP)薄膜的离子束效应。当 2 0～ 70 ke V的 Ar+和 N+注入后 ,聚对苯薄膜的电导率随着剂量的增加而迅速增加。当剂量为 1× 10 1 7ions/cm2时 ,电阻率下降 7个数量级。FT- IR光谱图显示了 Ar+注入使聚对苯分子链部分 C- C和 C- H的 σ键断裂 ,从而改善了它的导电性能。通过超高阻测试仪研究了聚对苯薄膜表面电导率与温度的关系 ,从高分子自由体积理论的角度对离子注入聚对苯薄膜离子注入导电机理进行了研究。

用自由体积理论描述扩散现象

目的介绍自由体积理论及其应用。方法通过检索国内外文献,概述自由体积的基本原理,并对这一理论在描述药物扩散和其他传质现象中的应用进行综述。结果和结论用自由体积理论,可以成功预测共聚物、水凝胶以及生物膜等体系中的扩散现象。

用自由体积理论研究玻璃态PS的焓松弛

以玻璃化转变的自由体积理论为基础对聚苯乙烯(PS)焓松弛动力学进行了考察,低温下平衡态的热力学性质用两种模型描述,一是假设自由体积为0(模型M1),二是假设自由体积在TgF以下冻结(模型M2),松弛时间采用Vogel方程计算.结果表明,采用模型M2计算所得归一化比热pN与样品实测结果方差小于模型M1,极限假想温度f、吸热峰值温度max也更接近实验结果,Vogel模型参数的热历史依赖性有明显降低.采用模型M2计算所得Kohlrausch指数随热处理条件变化呈现比模型M1更加合理的变化规律.这说明假设聚合物在g以下平衡态的自由体积冻结于大于0的数值能更合理地解释聚合物的焓松弛数据,也与Flory的自由体积理论相一致.

脂肪酸酯的自由体积理论黏度模型

在对文献中发表的22种脂肪酸甲酯和16种脂肪酸乙酯的液相黏度实验数据进行收集的基础上,建立了脂肪酸酯类物质的自由体积理论黏度模型,并得到了模型的参数。结果表明,对脂肪酸甲酯而言,实验值和计算值的最大偏差小于5.5%(其中脂肪酸链的碳原子数与不饱和键数之比为20∶1和22∶1的除外),对脂肪酸乙酯,最大偏差小于4.0%(其中脂肪酸链的碳原子数与不饱和键数之比为18∶1和18∶2的除外)。分析发现,模型参数与酯类相对分子质量之间存在一定的规律,获得了其定量关系,使得所建立的模型具有了预测同类物质黏度的功能。将预测模型计算结果和实验值进行比较发现,对38种脂肪酸酯类,黏度总体平均相对偏差小于1%,可以满足实际工程的需要。

自由体积理论和WLF方程式

在这一简要评述中,Williams、Lan-del、Ferry(WLF)方程式是由自由体积理论推导出来的。另外,介绍WEF方程式的功用及其意义。自由体积及WLF方程式图1(略)表示一种简单的液体结构模型。这里,假定大量液体是由液体分子所“占有的”体积V_0、加上一些自由体积V_f所构成。

基于自由体积理论及跨接方程的黏度推算模型

结合自由体积理论黏度模型与跨接方程,本文建立了一个适用于从气相到液相且包含临界区在内的黏度推算模型。以水为研究对象,对其对比密度ρ_r(0.01～2.57)、对比温度T_r(0.46～1.12)范围内的黏度进行了计算,计算值与文献实验值的相对偏差绝对平均值为1.81%,近临界区域相对偏差绝对平均值为4.6%。与现有的自由体积理论黏度模型相比,本文建立的黏度推算模型显著提升了近临界区域黏度的计算精度。

基于自由体积理论的离子液体黏度模型

离子液体具有熔点低、不挥发、热稳定性好等优点,被视为新型绿色溶剂而得到广泛研究。本文在大量搜集已发表文献中离子液体黏度实验数据的基础上,对自由体积理论进行了修正,建立了离子液体黏度模型。应用该模型对29种离子液体黏度进行了计算,温度为273.15~373.15 K。对比计算值与实验数据,相对偏差绝对平均值在1.22%以内,最大偏差在3.91%以内。结果表明该模型可较好的预测离子液体黏度,为离子液体的进一步研究及相关的工程应用提供了基础数据。

等离子体离子状态方程的理论研究

设计离子的自洽场模型对精确计算离子或点阵对状态方程的贡献很重要。传统计算点阵贡献一般采用经典统计的方法。能带理论虽然能够很好地计算点阵的贡献，但缺少温度效应，不能大范围计算。固体德拜理论，无法在高温情况下摆脱束缚；自由体积理论则是纯粹经典，在低温下没有一点量子效应。两个模型还不能对接，也有过渡区问题。因此需要研制一种兼顾高低温范围、具有较高计算精度的自洽场离子模型。研制技术路线：采用量子力学方法计算整个物理体系的激发态的基本能级参数，保证模型严格符合低温实验；

沥青混合料松弛特性的时间-温度-老化等效关系

通过不同老化程度和不同温度下AC-13C型沥青混合料的应力松弛试验,结合时间-温度的等效关系原理和WLF公式分析,得到了不同老化程度沥青混合料的松弛模量主曲线簇及其黏弹性参数值;以材料黏度的自由体积理论为基础,推导出了沥青混合料的老化程度与温度、时间之间的等效关系式,并通过已有应力松弛试验数据进行了验证.结果表明:老化后的沥青混合料应力松弛特性可以用未老化沥青混合料在较低温度或较低荷载作用时间下的性能来分析.

时温等效方程的研究

分别从WLF方程和自由体积理论出发推导出由于频率变化而引起温度变化的表达式,综合两者得出了关于时温等效的一个表达式: lnω′ω= B′(T′-T),并用试验数据验证了结论的正确性。不同频率下的动态力学谱存在平移关系,因此难以用试验测试的材料的阻尼性能可以据此估计得到。

蔗渣浆低浓黑液多聚物粘度对温度依赖性的关联模型

利用聚合物自由体积理论模拟了蔗渣浆低浓黑液对粘度对温度的依赖性的数学模型，最终得出黑液多聚物粘度与温度的相关式：η=A1exp[B1/(T-T0)]。利用示差扫描量热分析技术（DSC）得出了蔗渣黑液多聚物中连续相与分散相的转变曲线，并获得了表观温度T0的平均值为255K；通过实验数据拟合可回归出蔗渣黑液多聚物在不同浓度时的系数A1和B1值。因此，使用该粘度的数学模型可估算蔗渣低浓（接近40％固含量）黑液多聚物在操作温度范围内（20－100℃）的粘度值。

沥青混合料时间-温度-老化等效性原理及应用(英文)

粘弹性材料力学行为的主要特征是它的时间相关性,其本质在于材料内部时钟或特征时间的存在,这个特征时间受多种因素的影响,研究材料特征时间变化往往采用材料粘度的自由体积理论.根据自由体积理论,推导了表征时-温等效关系的WLF方程.老化同样影响材料的粘度,由已有的蠕变试验结果推导了沥青混合料的时间-温度、时间-老化、温度-老化等效关系式,这对研究沥青混合料的力学行为、结构分析以及寿命预估等具有重要的意义和价值.

溶剂在高分子中的扩散系数—Vrentas-Duda模型及其发展

自由体积理论是描述高分子材料中低分子量溶剂扩散现象的有效工具,以此为基础的VrentasDuda模型中多数参数不需要扩散实验测量,可以通过分子性质独立确定,对渗透物的扩散行为具有可预测性。综述了VrentasDuda自由体积理论的发展和修正情况,分析其对建立预测型溶剂扩散系数模型的贡献,为从分子基团水平上探索溶剂扩散现象奠定基础。

均相玻璃态高分子中溶剂扩散系数的数学模型

以自由体积理论为基础 ,提出改良的玻璃态高分子中溶剂扩散系数的数学模型 .模型推导过程中考虑了溶剂可塑化效应对高分子凝聚态的影响 ,并以明确的物理概念计算玻璃态聚合物的自由体积 .对橡胶态适用的自由体积参数在此模型中保持有效 ,所引入的表达溶剂可塑化效应的唯一参数 β可以通过计算玻璃化温度来确定 .所以 ,本模型中无可调节参数存在 ,具有完全可预测性 .以芳香族溶剂苯、甲苯、乙苯在玻璃态聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯中的扩散系数为例对模型进行验证 。

高分子聚合物中溶剂扩散系数的预测

溶剂分子在高分子聚合物中的扩散现象广泛存在于日常生活和工业生产中,对其研究具有普遍意义.Vrentas-Duda模型以自由体积理论为基础,所有参数不需扩散实验测量,由溶剂和高分子的分子性质独立确定,可用于预测高分子聚合物中低相对分子质量溶剂扩散系数.研究Vrentas-Duda模型对典型高分子/溶剂体系中溶剂扩散系数的预测准确性,通过将预测值与实验值比较,评价该模型在不同高分子体系中的适用情况.对处于橡胶态的各向同性高分子聚合物体系,Vrentas-Duda模型能够准确计算除存在氢键以外多数体系的溶剂扩散系数;相对于溶剂互扩散系数而言,溶剂自扩散系数的预测精度更高.