沥青感温性能评价指标

为了选择合理的沥青感温性能评价指标，分别采用15、25、30℃的针入度与25℃的针入度和软化点计算了沥青针入度指数，用以评价2种普通沥青、3种改性沥青的感温性，用动态剪切流变仪测得不同温度条件下几种沥青的动态复数粘度，分析其粘-温关系。研究结果表明：普通沥青粘-温关系在15-60℃范围内有较好的线性关系，其温度敏感性是常数，改性沥青的粘-温关系较好地满足WLF方程，其温度敏感性随温度而变化，因此，普通沥青感温性能用针入度指数表示，改性沥青感温性能评价需要指定温度条件。

基于蠕变试验的沥青粘弹性损伤特性

通过BBR-弯曲梁流变仪在不同温度下进行沥青小梁蠕变试验,得到了不同温度下的蠕变柔量曲线。通过移位,按WLF公式推导得到了不同温度下的移位因子和各个温度下的蠕变柔量主曲线簇。用Weibull函数来描述沥青内部缺陷的分布,将Burgers粘弹性模型与连续损伤因子模型二者耦合建立了沥青的粘弹性损伤模型。理论模型和试验结果比较吻合,表明在沥青粘弹性性能评价过程中考虑损伤效应的影响是必要的。

《高分子物理》教学中WLF方程的系数求解与分析

Williams-Landel-Ferry方程(简称WLF方程)是高分子物理中一个非常重要的经验公式。其中,C1、C2作为两个经验参数,取决于参考温度Tr的取值,且其乘积为定值(C1.C2≈900),与自由体积热膨胀系数αf有关。本文分析讨论了C1、C2参数的物理意义及C1、C2参数的两种不同求解方法,发现与由-1/logαT对1/(T-Tr)作图的方法I相比较,由-(T-Tr)/logαT对(T-Tr)作图的方法II的灵敏度更高,平均相对残差更小;正是由于对(T-Tr)变化的更高的敏感响应,导致方法II作图的线性相关性(相关系数)较低。综合C1、C2解析值的合理性和作图求解的平均相对残差,推荐采用方法II。

沥青材料的玻璃态转变温度求解及低温性能分析

针对玻璃态转变温度Tg难以实测及现有计算方法原理不清晰、参数标准差偏大的问题,利用水平移位因子lg(αT),根据Williams-Landel-Ferry方程(简称WLF方程)推导了玻璃态转变温度的求解公式:任选2个参考温度T1、T2进行移位因子计算,通过线性回归得到各自参数C1、C2、C1′、C2′;将2个参考温度下的移位因子相减,推算出Tg求解公式。利用该方法计算了3种基质沥青和2种SBS改性沥青材料的Tg,并使用对应的沥青混合料进行了低温弯曲试验验证。结果表明,该计算方法原理清晰、过程简单,可以准确地计算玻璃态转变温度Tg,有效评价沥青材料的低温性能。

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。

黏弹性材料动态力学性能的分数阶时温等效模型与验证

为构造一种更加精准的黏弹性时温等效模型,基于黏弹性阻尼材料的分数阶本构关系和Vogel-Fulcher-Tammann黏度方程,结合WLF(Williams-Landel-Ferry)方程,提出了黏弹性阻尼材料动态力学性能的分数阶时温等效模型(fractional time-temperature superposition model,FTTSM),导出频率转化因子,并给出参数识别方法。在DMA(dynamic thermomechanical analysis)试验数据的基础上,对比研究了FTTSM和WLF两种模型,并应用分数阶Kelvin-Voigt模型对二者在参考温度5℃的主曲线进行了验证。结果表明,FTTSM和WLF所表征的频率转化因子在温度范围(–80~80℃)内最大相对误差为0.984 4%,FTTSM主曲线和WLF主曲线相对于Kelvin-Voigt模型理论预测值的均方根误差(RMSE)分别为1.291和1.834 MPa,验证了FTTSM的精确性。另外FTTSM主曲线扩展的最低频域低于WLF主曲线2个数量级,证明FTTSM对黏弹性动态力学特性具有更广泛的预测能力。为黏弹性材料动态性能预测、物理老化、蠕变损伤演化机理等研究提供理论参考。

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.

玻璃化转变对食品稳定性的影响

本文首先简要介绍玻璃化转变对黏度、扩散和反应速率的影响,而后从物理稳定性、化学稳定性和生物学稳定性三个方面详细论述了玻璃化转变对食品稳定性的影响。在玻璃化转变温度附近温度降低使黏度增大,但小分子物质的扩散系数不再进一步减小。食品可能因发生玻璃化转变而丧失稳定性,但玻璃化转变并不能成为衡量食品稳定性的唯一标准,发生玻璃化转变也不意味着食品稳定性立即丧失。根据玻璃化转变可以较好地预测食品的物理稳定性,而难以有效预测食品的化学和生物学稳定性。

从高分子运动的温度依赖关系看高分子运动特点

高分子的运动是高分子科学中最为基本、最为重要的问题之一,也是教学的重点之一,它是联系高分子微观结构与高聚物宏观性能之间的桥梁,本文就高分子运动的特点尤其是高分子运动的温度依赖关系进行了讨论,进而从本质上理解高聚物结构与性能之间的关系。

颗粒填充复合材料的界面层研究

运用动态力学方法研究了硅粉和Al2 O3 填充的环氧树脂基复合材料的力学性能 ,结果表明当填料含量超过 2 0phr时 ,随着填料含量的增加 ,复合材料的玻璃化转变温度Tg 逐渐移向高温区 ,损耗峰的半高宽度W1/2 趋于增宽。当填料含量在 2 0phr时 ,损耗峰的高度和半高宽度W1/2 分别有一个突跃式的下降和增宽 ,而且Tg 大于纯环氧体系。利用WLF方程对环氧复合材料的模量 -温度关系进行了理论推算 ,结果表明用WLF方程预估这类复合体系在Tg 附近的模量是可行的。

温拌沥青感温性能及评价指标研究

沥青的感温性能对路面高温抗车辙和低温抗变形的影响较为显著,因此,合理评价沥青的感温性能十分必要。该文利用不同温度下的针入度与软化点计算了掺加不同剂量EWMA-1的温拌沥青的针入度指数以及针入度-软化点指数,评价了感温性能,再测定不同温度条件下这几种温拌沥青的运动粘度,运用Matlab进行线性及WLF方程回归拟合,对比分析其粘-温关系曲线,进而分析了温拌沥青的感温性能及其评价指标。由此得出,普通沥青的感温性能可用针入度指数评价,而温拌沥青的粘-温关系较好地满足WLF方程,其感温性能评价需要指定温度条件。

基于蠕变试验的沥青材料温度-老化等效性原理研究

为了得到沥青的温度-老化等效性关系,通过材料的自由体积理论推导了表征时间-温度等效关系的WLF方程,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,老化同样影响材料的粘度,用弯曲梁流变仪(BBR)进行不同温度、不同老化程度下的蠕变试验,由蠕变试验结果推导了沥青的时间-温度、时间-老化、温度-老化等效关系式,据此可以对不同使用年限条件下的沥青路面进行力学和结构分析。

基于拟合黏度模型的木塑材料注射成型分析

利用最小二乘法和遗传算法,结合实验数据,成功拟合了PP基木塑材料的Cross-WLF黏度模型参数,并加载到Moldflow软件中,对木塑材料的流动性进行了分析。分析说明不能单纯依靠提高注射压力提高木塑材料的流动性,只有当注射压力较低时,效果才明显,分析结果与实验结论取得了较好的一致性。

非等温粘弹流体平板收缩流的数值模拟

基于线性PTT本构模型对非等温粘弹流体4∶1平板收缩流进行了模拟,其中分子松弛时间、聚合物黏度与温度的依赖关系通过WLF公式描述。控制方程采用同位网格有限体积法求解,速度-压力以及速度-应力间的耦合采用动量插值技术处理。文中给出了不同We数下粘弹流体等温和非等温情况下流场和应力场的变化情况,分析了温度对流场和应力场的影响,考察了Pe数、We数以及能量方程中参数k对温度场的影响。

WLF方程——链段运动的特殊温度依赖关系

WLF方程是特殊的运动单元———链段运动所服从的特殊温度依赖关系。链段运动时内能的变化是不重要的 ,主要发生的是熵的变化。原因是高分子的“大” ,量变必然引起质变 ,量“大”引起的质变是新的结构参数“柔性”的产生 ,产生聚合物特有的橡胶高弹性 。

高分子物理中WLF方程的剖析

分析了高分子物理中WLF方程的适用温度范围.从微观的链段运动对方程进行了详细的剖析.高分子链非常大,链段运动比较复杂,使其具有了特有的温度依赖关系WLF方程,所以WLF方程在使用的时候有一定的条件限制,说明了由于参考温度的不同,C1,C2取值不同的原因.

NBR/EVM共混胶老化时间及交联密度对WLF方程中C_1、C_2的影响

研究了NBR/EVM共混胶中老化时间与WLF方程中C_1、C_2的关系和交联密度对C_1、C_2的影响。将WLF方程倒置,转换为线性方程:-1/Logα_T=(C_2/C_1)×[1/(T-T_r)]+1/C_1,经过共混胶压缩蠕变实验,求得C_1、C_2的值。得出结论,C_1与老化时间的关系不大,交联密度对C_1的影响也不大;C_2随着老化时间的延长逐渐减少,交联密度增加,C_2减少。

沥青混合料动态模量及其变化规律研究

作为一种黏弹性材料,沥青混合料力学响应特征随环境的变化而变化。为了对沥青路面响应进行力学分析,需要对其变化规律进行研究。该文以AC-16沥青混合料的动态模量室内试验数据为基础,对沥青混合料动态模量随荷载频率及试验温度的变化规律进行研究,利用Sigmoidal模型及时温等效原理拟合得到AC-16沥青混合料的动态模量主曲线和位移因子,利用WLF方程得到位移因子随试验温度变化规律的数学模型,最后给出该种沥青混合料动态模量关于试验温度和荷载频率的变化规律,以更好地模拟沥青混合料在不同的温度下随汽车速度变化,其力学响应的变化规律。

动态力学温度谱的分析及应用

本文由动态力学温度谱求得松弛谱,并从松弛谱的变化分析了热处理条件对试样超分子结构的影响,进而讨论了WLF方程中常数之比值C_1/C_2与超分子结构的关系。

基于相转变理论的形状记忆聚氨酯的本构方程构建

为了预测形状记忆聚氨酯的力学性能，为材料的设计和制备提供理论依据，借鉴聚合物在外力作用下发生强迫高弹形变的理论，假设形状记忆聚氨酯在外力作用下发生了从初始相到激活相的转变；用Maxwell模型表示初始相，非线性弹簧表示激活相，采用并联的形式组成一个三元件模型。在温度变化过程中，模量随温度的变化规律采用WLF方程表示，而链段运动活化能随温度的演变规律采用一个分段函数描述，构建带有温度场的应力应变本构方程。结果表明，构建的本构方程的理论预测与实验结果有良好的一致性。