高性能硅氢芳炔树脂的性能预测与结构设计

来源 :中国化学会2017全国高分子学术论文报告会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jason31906
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  高性能硅氢芳炔树脂在航空航天和军事领域具有广泛的应用。目前硅氢芳炔树脂的结构设计还是依赖于传统的试错法,对于其固化机理以及结构-性能的关系研究甚少。我们利用多尺度计算机模拟,首先通过密度泛函理论(DFT)研究了硅氢芳炔树脂2 个固化反应的反应路径,探讨了温度对反应活化能和反应速率的影响,然后利用固化反应活化能等信息,通过分子动力学模拟构建了硅氢芳炔树脂的固化交联模型,并对其热性能(玻璃化转变温度、热膨胀系数等)和机械性能(杨氏模量、剪切模量等)进行了预测,预测值与实验有很好的吻合性。
其他文献
采用非平衡态分子动力学模拟(NEMD)方法,我们研究了不同分子量、不同链拓扑结构的高分子流体在剪切场下的剪切变稀,从链拉伸、取向、流场诱导动力学及缠结效应等角度深入阐述了高分子流体的微观机理。对于线形链体系,模拟结果重现了实验上观测到的剪切变稀曲线,并发现缠结体系的剪切变稀随着剪切强度的增加可以分为两段理解,第一段由链拉伸、取向、解缠结共同导致,而在第二段,缠结的影响基本可以忽略,链间滑动导致了粘
为在较宽泛的时-空尺度上模拟特定聚合物体系,一种极具潜力的研究途径是多尺度模拟。对于这类多尺度模拟,很关键的一点是系统地获得准确描述链结构和粗粒珠子之间相互作用的“势能”。一般地,以往的系统粗粒化模型存在“描述性”和“迁移性”问题,不能重现聚合物体系的体积压缩性。
黏弹性液体有很多不同于简单牛顿液体的性质。圆柱形的牛顿液体是不稳定的。在表面张力的驱动下,圆柱会分解为若干个球形液滴。如果换成黏弹性液体,液滴之间会有一条细丝相连,而细丝具有一定的稳定性,形成串珠状结构。我们运用昂萨格原理推导了圆柱形黏弹性液体的时间演化方程,从动态相分离的角度解释了串珠状结构形成过程。
近年来,调节表面的浸润性、优化非浸润表面的结构设计,成为目前科学界关注的焦点。受自然现象的启发,我们采用粗粒化分子动力学模拟方法对影响纤毛接枝表面材料的浸润性的因素进行了研究,如纤毛的长度、硬度和接枝密度等。此外,由于表面的几何结构对表面的浸润性也有重要的影响,我们分别对不同形状的纤毛进行了模拟,包括线形、环形以及不同侧臂长度的梳型和Y 形纤毛。
简并行为是指对于一个给定的嵌段共聚物在相同受限条件下得到不同结构的现象,它普遍存在于各种受限体系。为了精确地调控受限条件下自组装体的结构,理解简并行为是至关重要的。因此,我们采用Monte Carlo 模拟方法研究了A5B15 两嵌段共聚物/纳米粒子复合物在圆柱孔道受限条件下自组装体的简并行为。
Flory-Huggins 理论是描述聚合物共混里程碑式的工作,通过假设高分子A/B 均匀混合,并用一个唯象的相互作用参数c 来表示它们之间的相互作用从而得到体系的自由能。当大于临界c 时候,共混体系会分相,形成稀相与浓相两相。
系统粗粒化方法是近期涌现的多尺度模拟方法之一,能够综合利用全原子模拟的准确度和粗粒化模拟的高效率。我们对该方法进行了升级,使其能够正确地描述水溶液中疏水型聚电解质的聚集体结构和形貌。在方法改进中,我们结合疏水聚电解质标度理论对聚集体结构的溶解自由能进行推导,发现模型有效相互作用的纠正值与链长具有-1/3 的理论标度关系。
通过阳离子开环聚合和原子转移自由基聚合,合成了低接枝率的两亲性超支化寡臂共聚物HPG-star-PDMAEMA,并发现HPG-star-PDMAEMA 的组装行为具有pH 响应性.在中性条件下形成大球形胶束;在pH=8.0 时,自组装形成的是棒状及网络状胶束.我们采用DPD 方法进一步研究了该两亲性超支化寡臂共聚物在水溶液中的自组装行为.
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