李孜孜
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王嘉骏
,
顾雪萍
,
冯连芳
高分子材料科学与工程
随着高性能计算机的发展,采用多尺度数值模拟的方法,研究聚合物共混体系的微观相形态和介观相界面、相分离过程等,对聚合物功能化和高性能化具有重要指导意义。首先简要介绍现阶段应用于聚合物共混体系的模拟方法,比较了各种方法的应用尺度范围和适用体系,并阐述了如何实现从分子尺度到介观尺度的贯通模拟。详细讨论了以分子动力学和耗散粒子动力学为基础的多尺度模拟方法,在二元和三元的聚合物共混体系的相容性和相形态研究中的应用。最后对多尺度模拟聚合物共混体系的研究方向提出建议。
关键词:
聚合物共混
,
分子模拟
,
介观尺度模拟
,
耗散粒子动力学
徐作瑞
,
高云亮
合成材料老化与应用
着眼于环氧树脂和泡沫铝界面的湿热老化性能,通过分子动力学模拟研究了界面中的湿气对界面能量的影响。本文建立了一系列分子动力学模型,模型中包含了环氧树脂高分子网络和铝原子以及不同含量的水分子。水分子的质量与环氧树脂的质量比变化范围为0~12．5%,模拟温度保持在370K,以此来模拟相似的加速老化试验中的环境温度。模拟计算在不同湿气水平下进行,通过预先设定NVT系综的湿气浓度值来实现。从模拟计算中,发现了环氧树脂体系的非键能出现了显著降低,这与环氧树脂与铝金属基体的界面能量随着水分子的增加急剧变弱有很好的一致性。
关键词:
环氧树脂/铝
,
分子模拟
,
湿热老化
,
相互作用能
杨青
,
兰逢涛
,
何州文
,
刘辉
,
陈新
绝缘材料
通过分子模拟方法，在微观水平上研究了纳米TiO2和水分子对双酚A型环氧树脂(DGEBA)-二乙基甲苯二胺(DETDA)体系电性能的影响。结果表明：与纯环氧树脂体系相比，纳米TiO2的加入能够有效提高体系的耐电击穿性能；水分子的存在会降低体系的耐电击穿性能。
关键词:
环氧树脂
,
分子模拟
,
电性能
,
复合材料
,
二氧化钛
孙红
,
栾丽华
,
吴铁军
,
唐玉兰
,
王逊
工程热物理学报
质子交换膜燃料电池是最有应用前景的汽车动力替代系统。质子交换膜中的传质是质子交换膜燃料电池性能的控制因素之一。论文从宏观和微观角度分析了质子交换膜中的质子和水分的传递机理，分析了操作参数对质子在质子交换膜中传递的影响。研究发现：外载荷对质子和水分在质子交换膜中的传递有很大影响；（H5O2）＋是水合质子的主要结构形式；通过（H5O2）＋中氢氧键不断形成与断裂，电荷在质子交换膜中得以传递。研究结果对理解质子交换膜中的传质机理及其推广应用具有积极意义。
关键词:
质子交换膜
,
质子
,
分子模拟
,
氢氧键
栗秀萍
,
任强
,
周涵
材料科学与工程学报
用分子模拟方法对聚氯乙烯（PVC）与丁腈橡胶（NBR）化学交联机理及交联反应位置进行了研究,通过DMol 3计算反应的自由能、活化能和反应热,进而研究他们对交联反应行为的影响。模拟结果显示：在453K时,过氧化二异丙苯（DCP）能够引发NBR发生夺取α-亚甲基活泼氢的反应和双键的加成反应,产生NBR大分子自由基,进而引发NBR的自交联反应,加成反应的速率要快于夺取α-亚甲基活泼氢的反应速率;DCP能够引发PVC发生脱氢反应,形成PVC大分子自由基进而引发PVC的交联,但不能引发PVC发生脱氯的反应;PVC与NBR能够发生共交联反应;NBR的自交联反应最快,PVC与NBR的共交联反应次之,PVC的自交联反应最慢。
关键词:
分子模拟
,
过氧化二异丙苯
,
聚氯乙烯/丁腈橡胶
,
交联反应
许小玲
,
张敏
,
李成涛
,
宋吉青
,
何文清
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150302.002
采用聚乙二醇(PEG)改性的聚丁二酸丁二醇酯(PEG/PBS)分别与改性纤维素羧甲基纤维素(CMC)和羟乙基纤维素(HEC)共混制备了在水相均匀分散的聚酯/纤维素新型液体复合材料,并结合分子模拟技术对液体复合材料间的相互作用机制进行了研究.结果表明:1 H-NMR证明了PEG/PBS共聚物具有预期的化学结构;分子动力学模拟表明PBS呈现螺旋结构,PEG的引入改变了其结构的规整性,且有效提高了共聚物分子链的极性和柔顺性,改善了其与纤维素衍生物的相容性.复合材料的能量分布结果表明PEG/PBS中醚、酯基官能团与纤维素衍生物中的羟基官能团之间存在较强的氢键作用和范德华力.FTIR谱图中官能团(如—OH、OCO—、—COOH、—C—O—C等)吸收峰频率的偏移、SEM照片中表界面形态的变化、EDS能谱中C和O元素的含量变化等表明PBS及其醚化PEG/PBS与CMC的官能团之间发生了相互作用,且醚化改性后相互作用增强,复合材料的透过率由50％提高到70％以上,热稳定性和柔韧性均提高,验证了分子模拟的结果.
关键词:
PBS
,
纤维素衍生物
,
液体膜
,
分子模拟
,
相互作用
李浩
,
张清杰
,
高亮
,
张文卿
,
隋刚
,
杨小平
玻璃钢/复合材料
环氧-胺树脂体系的力学性能与温度的关系受到研究人员的广泛关注.通过计算机分子模拟构建了DDM/DGEBA和DDS/DGEBA的交联结构模型,利用密度-温度曲线确定了各树脂体系的玻璃化转变温度(Tg),然后预测了两组环氧树脂体系从高温(420K)到低温环境(100K)范围内的弹性模量,并与实验结果进行比较分析.利用分子模拟分析模量的变化与树脂体系的内聚能密度(CED)以及自由体积等微观结构参数的关系.分子模拟结果表明两种树脂体系的弹性模量都随着温度下降而增大,与实验结果较为一致,这主要是由于树脂体系的自由体积分数随着温度的降低而降低,而CED随着温度的降低而增大引起的.
关键词:
环氧树脂
,
分子模拟
,
高低温弹性模量
,
微观结构
