一、排斥体积对聚乙烯链形状的影响(论文文献综述)
李红红[1](2021)在《缔合流体的Kirkwood-Buff理论及应用》文中进行了进一步梳理缔合流体是一种具有特殊结构和性质的流体,通过对缔合流体物理化学性质的研究,将会为未来科学的发展和工业的进步提供有价值的见解。因为缔合流体在生物化学、物理化学及材料化学的研究中扮演着重要角色。本文以Aa型缔合流体为研究对象,在具体研究中,首先基于统计力学原理,结合经典流体密度泛函理论,构建体系的巨势泛函,并根据巨势泛函极小化原理计算流体的平衡密度分布,进而得到径向分布函数,并进一步结合Kirkwood-Buff(KB)理论得到体系的KB积分。在此基础上,集中讨论了分子间缔合作用(缔合位点、缔合强度)和体相密度这三种不同因素对缔合流体G(R)函数和KB积分的具体影响,并进一步分析了缔合流体的聚集态结构和相平衡特征。全文主要分为以下四部分:一、绪论。分别对本文的研究对象缔合流体相关的研究背景、研究价值和研究过程进行了介绍。同时介绍了流体性质的研究方法及KB积分的发展和应用。最后对本文的主要内容予以说明。二、缔合流体的密度泛函理论及Kirkwood-Buff积分。回顾总结经典流体密度泛函理论的发展历程和研究现状。根据经典流体密度泛函理论构造流体系统的巨势泛函,然后利用巨势泛函极小化原理得到平衡密度分布及径向分布函数,再进一步计算得到流体的G(R)函数和KB积分值。在此基础上改变分子间缔合作用和体相密度的大小,进而探究这些因素发生变化时对KB积分产生的影响,研究发现缔合作用及体相密度对流体聚集态结构影响显着,并进一步分析了流体聚集态结构和热力学性质的变化情况。三、缔合流体的相平衡及Kirkwood-Buff理论。首先以流体相平衡原理为基础,给出了不同缔合位点及不同缔合能色散能比值条件下的相图,探讨了流体粒子聚集态结构对相态特征的调控。其次,作为KB积分的应用,选取相图中的气、液相平衡数据,分别计算了不同条件下气相、液相缔合流体的KB积分。阐明缔合位点和约化温度这两个因素对缔合流体KB积分的影响,这一结果有助于流体微观结构与系统稳定性之间建立有效联系。四、总结与展望。对本文所做工作进行总结,并对后续研究工作及其在相关领域的发展前景作了简要说明。
方清华[2](2020)在《高分子弹性体的表面形貌及其摩擦性能》文中指出高分子摩擦材料因其质轻、高强度、耐温、耐腐蚀等优异性能,而广泛应用于高端制造、电子信息、交通运输、建筑节能、航空航天、国防军工等诸多领域。目前,随着高分子摩擦材料应用领域的不断扩大,对高分子摩擦材料的品种和性能已提出了愈来愈高的要求。迄今为止,高分子摩擦材料一直是国内外十分重视的发展领域。摩擦是日常生活和工业中非常普遍的现象,它是在运动接触过程中,由在物体薄表面层上发生的过程所支配的。而摩擦学是研究相互作用表面相对运动的科学和技术,因此涵盖了摩擦,磨损和润滑,一个大的话题,对我们所有人都很重要。在本论文中,主要以实现高分子弹性体高效的润滑和低的摩擦磨损为目标,通过对高分子摩擦副材料的表面形貌的调控,润滑剂中高分子链的行为调查,以及对构建的整个摩擦体系的摩擦特性进行研究,得出了在该摩擦体系下摩擦系数降低的原因并推导出理论机理,可以为高分子材料在各领域中的应用提供非常有效的指导意见。这些结果将为聚合物材料在摩擦学领域的发展提供新的路线。本论文的主要研究内容和结论可分为以下几个方面:通过研究经典高分子共混薄膜,聚苯乙烯/聚甲基丙烯酸甲酯(PS/PMMA)体系薄膜形貌的形成过程,得到了不同尺度的特征耦合,包括作为主要结构的Voronoi微胞分裂和作为次级结构的微胞内非线性分布的分级形貌。通过原位监测发现存在流体扰动时,该形态由小于10微米的均匀沉积转变为尺度大于100微米的自组织微胞形态。阐明了自组织微胞图案形成的动力学机制,即流场引导相分离过程中时顺序生成沉淀物的选择性沉积,由相分离和流体对流的耦合导致分级形貌的形成。分级形态中微尺度或中尺度的单一调控可以通过调整相作用或相应的对流扰动来实现,并对不同共混比下,具有相应表面形貌的薄膜的摩擦学性能进行了表征。率先发现了聚乙烯醇(PVA)水溶液(人工泪液的主要成分,可用于缓解干眼症)对三嵌段共聚物SEBS弹性体的润滑效果只与其水解度有关,而与分子量等参数无关的现象。发现利用低水解度的聚乙烯醇溶液作为润滑剂时,其摩擦系数相比于高水解度时至少下降一个数量级。进一步研究发现这一优异的润滑性能,是由于部分水解的聚乙烯醇与SEBS接触时易于被迅速吸附,在表面形成丰富的水分子层,起到承载和降低摩擦的作用。特别研究了与苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯三嵌段共聚物SEBS薄膜表面纳米架构相关的摩擦学行为。在该章节着重讨论了 SEBS表面形貌、SEBS薄膜的弹塑性转变对润滑性能的影响。我们发现在不锈钢球对SEBSs膜组成的摩擦体系中,去离子水润滑条件下,SEBS弹性体的硬度、模量等参数控制摩擦系数的变化。而在聚乙烯醇水溶液润滑条件下,摩擦系数的变化由基底微观表面形貌参数决定,即这种摩擦现象的发生是由微观纳米形貌主导的,与宏观表面粗糙度没有直接联系。SEBS试样的微观结构对摩擦性能起着决定性作用。两种润滑条件下摩擦性能的逆转主要是由于SEBS基体中软、硬段组成比的差异引起的微观相分离,它决定了 SEBS表面的物理化学性质分布和摩擦副材料的力学性能。
邓亚玲[3](2016)在《UHMWPE表面仿生关节软骨构建及性能研究》文中认为超高分子量聚乙烯(Ultra High Molecular Weight Polyethylene,简称 UHMWPE)是目前广泛使用的人工关节摩擦副材料,被应用于临床医学已经有50多年的历史。超过70%的全人工关节摩擦配副采用的是金属或陶瓷股骨头组件与UHMWPE髋臼杯组件。然而在长期使用过程中由磨损产生的大量聚乙烯磨屑,引发巨噬细胞产生一系列不良的生理反应,最终造成关节的无菌松动和晚期失效。因此,改善UHMWPE的摩擦学性能对于延长置换人工关节的使用寿命具有重要意义。天然软骨是一种刚性多孔胶原网络结构,软骨浅表层的蛋白聚糖通过连接蛋白固定到透明质酸上形成刷状结构,这种结构使得天然关节软骨具有超润滑功能,摩擦系数在0.001~0.01之间,平均使用寿命达70年之久,远高于目前人工关节的使用寿命。故研究天然关节软骨中聚合物刷状结构和多孔网络结构的性能,对于制备新型人工关节并延长使用寿命具有重要的理论和实用价值。本研究模仿了天然关节软骨表面的刷状物结构和多孔网络结构以及润滑功能,以常用超高分子量聚乙烯为基材,制备具有减磨耐磨功效的仿生人工关节材料。首先模拟天然关节软骨浅表层的蛋白聚糖刷状物结构,通过紫外光接枝技术在UHMWPE粉末表面接枝聚合物刷,热压成型制备人工关节材料,研究了具备“可持续”减磨耐磨聚合物刷人工关节材料的摩擦学性能,对材料的微观结构、力学性能进行了分析;并对长链带电荷聚合物刷MPDSAH和短链中性聚合物刷AM的性能进行研究和对比,分析了不同的润滑作用机理;在此基础之上优选材料,研究了γ射线辐照对接枝改性材料的微观结构、摩擦学性能和力学性能的影响;最后,基于前面聚合物刷的性能研究,模仿天然关节软骨表层多孔和浅表层刷状物的结构与润滑功能,利用模板滤取法制备多孔UHMWPE,之后采用紫外光接枝改性技术在多孔UHMWPE表面制备MPC聚合物刷,构建表层同时具有多孔和聚合物刷结构的UHMWPE-g-MPC仿生关节软骨材料,研究多孔结构和聚合物刷结构对材料的表面性能、摩擦学性能的影响,探讨了润滑机理。UHMWPE粉末接枝改性制备的仿生人工关节材料的摩擦系数和磨损率均降低,聚合物刷的“可持续”减磨耐磨特性,使得长时间测试条件下,接枝改性UHMWPE的耐磨性得到显着改善,有效解决了之前的研究存在的聚合物刷短时间失效的问题。接枝改性材料的结晶度显着下降,弹性模量,屈服强度,断裂强度和断裂伸长率降低。带电荷MPDSAH聚合物刷的摩擦学性能优于中性AM聚合物刷,短链AM接枝改性材料的力学性能优于长链MPDSAH接枝改性材料。γ射线辐照交联改善了 UHMWPE的摩擦学性能,辐照交联UHMWPE-g-AM接枝改性材料的摩擦学性能未得到改善,其摩擦系数和磨损率仍然高于未辐照的UHMWPE-g-AM接枝改性材料。与辐照交联相比,聚合物刷改性更能有效改善UHMWPE的摩擦学性能。辐照交联之后材料的断裂方式仍为韧性断裂。仿生UHMWPE关节软骨材料同时具有多孔结构和聚合物刷结构,表面润湿性得到显着改善,接触角随着时间的增加最终为0°。摩擦系数显着降低,明显低于纯UHMWPE和只具备多孔结构的UHMWPE,多孔结构导致的流体动压润滑与聚合物刷形成的水合层导致的边界润滑协同作用,显着改善了润滑性能,为仿生表面在人工关节等植入物以及其他生物医学背润滑领域的应用奠定基础。
张薇[4](2016)在《材料的表面改性对细菌粘附的影响》文中研究说明在食品加工、医疗器材等领域,材料表面的细菌粘附常引起食品腐败或植入性感染,有时甚至会引发疾病。细菌粘附进而引起的生物膜形成,往往加剧了造成危害的可能性。并且,生物膜形成可能导致细菌的耐药性,常规的杀菌、消毒手段很难彻底清除生物膜。因此,控制细菌在材料表面的初始粘附能够减少其带来的安全隐患。前期的研究结果表明,细菌的初始粘附主要由材料的表面性质及细菌本身性质决定,包括材料的表面疏水性、电性、极性、表面能等多方面因素。然而,影响细菌粘附的机理极为复杂,很难得到统一的理论模型预测细菌粘附行为。本论文通过多种手段,对聚二甲基硅氧烷薄膜、低密度聚乙烯薄膜及硫醇自组装膜表面进行改性,系统地分析了材料的表面浸润性、表面电性、表面拓扑结构及表面化学组成等因素对细菌粘附的影响,为设计防细菌粘附及生物膜生长的食品包装及接触材料提供依据。首先,通过化学接枝的方法,通过接枝氨基、羧基的比例调节薄膜的浸润性,制备了不同梯度表面浸润性的十八硫醇/半胱胺、十八硫醇/巯基丙酸混合单分子层表面材料,将材料与三株食品中常见的有害菌株大肠杆菌、铜绿假单胞菌及金黄色葡萄球菌共同培养,研究了材料表面浸润性对其抗细菌粘附能力的影响。实验结果发现随着材料表面疏水性的增加,其抗细菌粘附的能力显着提升。另外,材料表面的电性也对其抗细菌粘附的能力有影响,表面带负电材料的抗菌性明显优于表面带正电的材料。其次,通过电子束刻蚀和纳米翻刻技术,在材料表面引入三种不同形状的微米级表面图案,分别是点阵型、条纹型及米字型,微图案尺寸大小从0.5到4μm,并将表面微图案化的材料与大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌等三种不同尺寸的常见致病菌共同培养。结果表明,在材料表面引入微图案能够有效抑制细菌粘附,并且细菌尺寸与微图案尺寸之间的差异是其抑制细菌粘附效果的重要影响因素。当细菌尺寸大于微图案尺寸时,材料抑制细菌粘附效果更好;当细菌尺寸小于微图案尺寸时,材料抑制细菌粘附效果显着下降。另外,表面亲疏水性、环境溶液流动状态等也对表面微图案化材料抑制细菌粘附的能力有一定影响。菌悬液的流动能够在一定程度上减少细菌粘附。最后,通过银离子注入技术,对低密度聚乙烯薄膜进行表面改性,发现改性后的低密度聚乙烯薄膜能够抑制细菌粘附,且具有一定的杀菌作用。此种技术具有较高的安全性,银离子溶出浓度全部低于0.01 mg/L,在食品包装及食品接触材料方面有潜在的应用价值。
蒋金泓[5](2014)在《基于多巴胺自聚—组装行为的聚合物分离膜表面修饰与性能研究》文中研究指明聚合物分离膜在当代膜分离技术领域中具有非常重要的地位,然而膜污染与由膜接触所引发的凝血、免疫排斥等问题严重制约了聚合物分离膜的进一步发展和在水处理、生物医用等领域的应用。探索聚合物分离膜的新型改性方法,对膜表面进行功能化设计,构建细胞亲和表面与抗凝血、抗污染和抗菌表面是解决聚合物分离膜所面临的各种问题的关键。基于贻贝仿生的聚多巴胺涂层/粒子的潜在反应性,本论文在深入研究多巴胺自聚与沉积行为的基础上,分别通过表面二次修饰构建了具有抗污染、抗菌与生物相容性的功能表面,以期为疏水性聚合物分离膜的表面修饰提供新的可能途径。本文首先研究了多巴胺在不同条件下的自聚-沉积行为及聚多巴胺(PDA)涂层的基本性质。基于多巴胺的自聚-附着特性,采用多巴胺水溶液对聚偏氟乙烯(PVDF)致密薄膜进行表面涂覆改性。由椭偏光谱仪和扫描电镜(SEM)观察结果得知,多巴胺的自聚和沉积速率随反应温度的升高而增大。且PDA涂覆改性前后PVDF膜的表面形貌、反应液中PDA粒子的外形与尺寸也分别采用SEM、原子力显微镜(AFM)和透射电镜(TEM)进行了观测。研究发现,改性膜的表面粗糙度和表面能主要受反应温度的影响,而与反应时间和多巴胺浓度的关系不大。此外,采用相同的方法对另外三种典型的疏水聚合物致密薄膜—聚四氟乙烯(PTFE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚酰亚胺(PI)进行表面改性,发现这些薄膜对液体的亲和性与表面能均得以显着提高,与PVDF膜的情况相似。该结果表明,聚合物膜的表面性质不会对PDA在其表面的沉积行为产生明显的影响。上述结果不仅有助于进一步理解PDA涂层的仿生特性,而且为开发PDA仿生的新型聚合物功能材料提供了有益的参考。基于聚多巴胺纳米粒子(PDA NPs)与PVDF基体之间的强粘合作用,本文利用非溶剂致相转化法(NIPS)制备了PVDF/PDA共混膜。PDA NPs的外形、尺寸和PVDF膜的表面形貌分别采用TEM和SEM进行了观测。水接触角测试结果表明,共混膜的亲水性较原膜有所增强。共混改性后,膜的通量和抗污染能力均得以明显提高。而拉伸实验证明,添加剂适量时还能够有效改善PVDF膜的韧性。此外,共混膜在水环境下表现出理想的长期稳定性。以共混膜中具有潜在反应性的PDA NPs为表面二次修饰的平台,将含溴基团的引发剂共价固定至共混膜表面,并通过磺基甜菜碱(SBMA)的原子转移自由基聚合反应(ATRP)在共混膜表面构建两性离子聚合物刷。改性对膜表面形貌的影响通过SEM和AFM进行了检测和分析。与原膜相比,改性膜的亲水性较原膜有较为明显的提升,其中接枝膜的抗污染性能大幅提高。体外实验表明,两性离子聚合物刷的引入有效抑制了血小板在膜表面的粘附和变性,显着改善了PVDF膜的血液相容性。PDA NPs的稳定性与反应性为共混膜提供了进一步表面功能化的平台,其大幅增强了聚合物膜表面的可设计性,为聚合物功能膜的构建开辟了新的思路。氧化条件下,置于多巴胺水溶液中的固体材料表面会逐渐生成一层紧密附着的PDA薄膜,该薄膜的粘附性与潜在反应性可以允许其通过二次处理的方法实现材料表面的功能化修饰。本文基于多巴胺的这一性质在聚丙烯(PP)膜表面构建了PDA涂层,然后通过多重氢键将聚乙烯吡咯烷酮(PVP)结合至膜表面。水接触角、油水分离实验、通量和抗污染性能测试结果表明,改性后,膜的亲水性和润湿性能得以显着改善,膜通量、抗污染能力和分离效率也有所提高。由于PDA与PVP涂层之间能够形成较强的非共价键相互作用,PVP改性的PP膜具有理想的耐久性。而且,将具有广谱抗菌活性的碘络合至PVP涂层后,还能够显着增强PP膜的抗菌活性。因由共价键结合的功能层具有更佳的长期稳定性,在另一部分工作中,首先基于多巴胺的自聚-附着特性在聚乙烯(PE)膜表面构建PDA涂层,并通过温和条件下的迈克尔加成或席夫碱反应,分别将肝素、牛血清白蛋白(BSA)固定至PE膜表面。由水接触角和通量测试结果得知,改性膜的亲水性较原膜有所改善,且在适当的改性条件下,膜的纯水通量也会明显提高。此外,肝素或BSA的引入大幅提高了PE膜表面的血液相容性,而PDA与BSA复合层还能显着改善PE膜的细胞相容性,但与BSA相比,细胞更倾向于在PDA涂层表面粘附和铺展。除聚合物膜之外,该方法还适用于其他固体材料的表面改性,且对材料的尺寸和形状均无限制。因此,该法为材料的表面功能化修饰和应用拓展提供了一种通用、有效的新手段。
薛向贵[6](2012)在《受限环境对几类软物质材料性质影响的分子动力学模拟研究》文中研究表明软物质是凝聚态物质的一个分支,包括各种易受热应力或热波动影响而变形的物理状态。尽管软物质材料有着各种不同的形式,但是它们的许多性质有着共同的物理化学起源,如巨大内在自由度的数目,结构单元之间的弱相互作用,以及焓熵对自由能贡献之间的微妙平衡。这些特性导致软物质具有大的热涨落,各种各样的形式,平衡结构对外部条件的敏感性,宏观的柔软性,以及亚稳态等。我们把软物质所处的空间称为外部环境(简称环境),其结构、性质以及动力学行为强烈地受到外部环境的影响。这些外部环境包括光照、表面吸附以及空间受限等。由于实验方法观察到的解析度比较有限,许多受到环境影响的软物质材料的内在本质规律仍有待研究。而分子模拟技术是一种能在原子水平和纳米尺度上描述软物质的结构、性质以及动力学行为的理论方法,可以帮助人们了解软物质的内在本质。随着计算机技术的发展,这一技术已成为材料科学研究的必备手段之一。本文运用全原子分子动力学模拟方法研究了偶氮苯和(1-环己烯基)苯基二氮烯液晶体系光致异构化导致的相转变行为,以及[emim][Tf2N]及[emim][TfO]离子液体膜在石墨表面的吸附行为;运用粗粒化分子动力学模拟结合milestoning方法研究了纳米孔限制的高分子链的输运动力学行为。对于以上几类软物质研究的主要内容和结论归纳如下:(1)运用分子动力学模拟方法研究了基于[4-戊烷基-(1-环己烯基)]-(4-苯腈基)二氮烯(5CPDCN)和4-腈基-4′-戊烷基偶氮苯(5AZCN)的液晶体系。主要关注了它们从无序相到向列相的转变过程。我们提出采用修正二面角作用势的方法,可以研究类似体系由异构化反应引发的相转变过程。通过比较5CPDCN和5AZCN的性质,我们发现在向列相中,trans-5CPDCN比trans-5AZCN的取向有序程度要高。这主要是由于trans-5CPDCN分子具有更伸展的二面角2(即环与烷基链之间的二面角),进而增强了trans-5CPDCN分子的棒状构象。通过计算取向相关函数gl(r)(l=1,2),我们发现在5CPDCN和5AZCN体系的向列相中都出现了平行偶极相关和反平行偶极相关。对于5CPDCN体系反平行偶极相关出现了局域化现象,相反,对于5AZCN分子体系平行偶极相关出现了弱的局域化现象。(2)运用分子动力学模拟方法研究了基于1-乙基-3甲基咪唑-双(三氟甲黄酰)亚胺盐([emim][Tf2N])和1-乙基-3甲基咪唑三氟甲基磺酸盐([emim][TfO])离子液体晶体膜在石墨表面的吸附行为。研究结果表明,1/2单层(ML)晶体膜中的阳离子平行分布在石墨表面,[Tf2N]阴离子平行于石墨表面且氧原子的位置最靠近石墨表面,然而[TfO]阴离子则垂直于石墨表面且氧原子分布在最下面。我们还发现气液界面强烈地影响了阴阳离子在界面处的排列。在晶体膜的最顶层,原本阴离子中氧原子在最外面,由于O原子与阳离子形成C–H···O氢键,结果阴离子发生翻转变成F原子在最外层。计算的取向有序结果表明,在350K时,在两种离子液体的气液界面处阳离子的咪唑环呈现了平行和垂直于界面两种取向。(3)运用粗粒化的分子动力学模拟并结合milestoning的方法,我们研究了高分子链在纳米孔输运的随机过程。结果表明,高分子链在纳米孔中的输运过程(开始时高分子链的第一个珠子在纳米孔中)和逃逸过程(开始时高分子链的中间珠子在纳米孔中)的时间与链长的标度是不同的。高分子链在纳米孔的输运过程主要是由熵垒控制的,而高分子链在纳米孔的逃逸过程主要是由有效自由能力驱动的。
程礼盛[7](2011)在《聚合物及其纳米复合材料自组装的机理与应用研究》文中研究说明随着社会的发展和技术的进步,新型功能材料、尤其是结构有序的聚合物纳米复合材料的研发成为材料化工领域专家努力的目标。面对这一要求,“自下而上”的自组装技术出现并受到关注。自组装是指分子、纳米颗粒等组装单元在其内部弱力作用下自发地构筑具有一定形貌的聚集体的过程。自组装技术在纳米材料制备与纳米器件制造中具有广泛的潜在应用价值。理论计算和分子模拟是在分子、原子和纳米尺度上研究自组装等复杂过程的有效手段。本论文采用密度泛函理论和分子动力学模拟研究了聚合物及其纳米复合材料自组装的机理,并探索了其在纳米器件设计中的应用。本论文的研究内容和创新点主要包括以下几个部分:(1)用密度泛函理论研究了两亲性树枝状聚合物和刚柔两嵌段共聚物在狭缝孔中的自组装。考查了孔外主体浓度、孔宽、分子间相互作用强度、分子刚柔性对自组装的影响。结果表明,当狭缝孔外分子的主体浓度达到某临界值时,树枝状聚合物和刚柔两嵌段共聚物都能在狭缝孔中发生由无序到有序的一阶相转变,自组装形成多层层状结构。在自组装发生前,狭缝孔中分子的浓度小于孔外的主体浓度;但自组装的发生使得孔内浓度大大地高于孔外主体浓度。并且,分子在孔中发生自组装形成多层层状结构的临界主体浓度很小。这说明狭缝孔可以作为自组装形成多层层状结构的模板。(2)用布朗分子动力学模拟研究了不同构态的含有亲水性头部和疏水性尾部的两亲性共聚物在稀溶液中的自组装。从临界胶束浓度,聚集动力学,胶束尺寸分布,形状特性和热稳定性等方面考察尾部构态对自组装形成胶束的影响。尾部构态的支化程度采用支化参数来进行表征,其值越小,表示支化程度越高。结果表明,支化参数大的共聚物形成的胶束具有更大且分布更均一的尺寸、更长的特征松弛时间、更高的几何对称性、更好的热稳定性;临界胶束浓度与支化参数成反比;胶束的大小与支化参数满足指数关系。(3)提出了采用表面锚定星形聚合物的纳米颗粒在溶液中通过自组装制备具有有序结构的聚合物纳米复合材料的方法。结果表明,锚定了星形聚合物的纳米颗粒能通过自组装形成空心球状结构、核-壳状胶束结构、多孔结构、层状结构、柱状结构、穿孔层状结构、三维螺旋孔道结构等多种结构有序的纳米复合材料。这些有序结构的形成依赖于体系浓度、温度和纳米颗粒尺寸等因素。为了给出这些有序结构的框架,绘制了温度-浓度相图。进一步探索表明,表面锚定星形聚合物的纳米颗粒的各向异性是导致这些有序结构形成的主要原因。因此,该方法能为设计新颖的结构有序的纳米复合材料提供有价值的参考和指导。(4)用多尺度方法和布朗分子动力学模拟研究了表面锚定聚乙二醇分子的纳米颗粒在溶液中的聚集行为。首先从全原子力场得到金纳米颗粒和聚乙二醇的粗粒化模型,再用该模型对表面锚定聚乙二醇的金纳米颗粒的聚集行为进行研究。表面锚定聚合物通常用来对非溶性纳米颗粒进行保护,但结果表明,表面锚定聚乙二醇的金纳米颗粒体系存在一个临界聚集浓度。当体系达到或超过该浓度时,金纳米颗粒将发生聚集。而且发现存在一个最优的链长,用该链长的聚乙二醇锚定的金纳米颗粒在溶液中具有最大的临界聚集浓度。聚集体中的纳米颗粒的数目随着浓度的增大而逐渐增加。金纳米颗粒聚集更倾向于形成线形的金纳米线,而非金纳米簇。(5)由于化学闸阀在生物体系中发挥着重要的作用,人工仿生设计纳米开关引起了人们极大的兴趣。用分子动力学方法设计了一个温度敏感的纳米通道开关。该通道开关由类似于聚乙烯-b-聚丙烯酸-b-聚乙烯的三嵌段共聚物刷构成。共聚物刷的构象和相行为依赖于温度,随着温度的升高,通道开关表现出“关闭→打开→关闭”的行为。因此,利用该开关可以通过温度对纳米流体的传输进行控制。
李占伟[8](2010)在《软物质体系复杂相行为的多尺度模拟研究》文中提出本论文对聚烯烃体系结构及流动性质进行了微观、介观、宏观尺度的多尺度模拟研究;预测了聚烯烃体系iPP和PEOC共混物的相图;发展了一种新的模拟方法,对非中心对称软粒子在本体中的有序堆砌以及在稀溶液中的多级自组装行为进行了研究。一、聚烯烃体系微观、介观、宏观多尺度模拟研究。在微观、介观尺度连通方面:主要采用微观分子动力学方法(MD)和介观耗散粒子动力学(DPD)的变体Lowe-Andersen方法(LA),利用径向分布函数(RDF)作为连接桥梁,对聚烯烃体系(iPP、PEOC)进行了从微观到介观的粗粒化模拟;而且,采用类似于Rosenbluth抽样的方法,对粗粒化聚烯烃体系进行了结构上从介观到微观的细粒化。在介观、宏观尺度连通方面:主要采用介观非平衡态LA (NELA)方法和宏观有限元方法(FEM),利用非平衡态模拟得到的剪切粘度作为连接桥梁,实现了介观模拟和宏观模拟的连接。在聚烯烃体系iPP和PEOC混合物的相图预测方面:通过MD模拟计算了聚烯烃体系iPP和PEOC的Sanchez-Lacombe格子流体理论(SLLFT)状态方程特性参数。结合SLLFT,预测了iPP和PEOC混合物的相图。二、嵌段共聚物组装体结构的模拟研究。主要对类似于碟状胶束、棒状胶束等由嵌段共聚物自组装形成的非中心对称软粒子在本体以及溶液中的多级自组装行为进行了研究。在耗散粒子动力学基础上提出了一种具有各向异性相互作用的软排斥势,利用该势函数模拟了软碟状粒子的有序堆砌行为。而且,提出了一种在短程具有相对较强的排斥作用,长程具有各向异性弱吸引作用的势函数,模拟研究了软碟状粒子在稀溶液中的多级自组装行为。此外,建立了一种简单的具有各向异性相互作用的纯排斥单点软核模型,利用该模型对软棒状粒子的有序相行为进行了研究。
张立军[9](2009)在《两亲性梳形高分子在固液界面吸附形态的Monte Carlo模拟》文中认为在各种各样的高分子聚合物中,两亲性梳形高分子由于分子结构中存在对两种不同相结构(通常指液-液、固-液或固-固介质构成的)分别具有亲和性的侧链,表现出独特的表面活性剂特征,越来越多受到人们的重视。两亲性梳形高分子链尺寸,链构象,溶解性,吸附性能都表现出不同于一般均聚物或者共聚物的性质,使其广泛的应用于医药、石油、涂料。目前对于两亲性梳形高分子各种性能与结构关系的研究越来越收到重视,可是由于梳形高分子结构复杂,以及结构表征手段的限制,难以得到较好的理论和实验结果。随着计算机技术和Monte Carlo算法的发展,使Monte Carlo计算机模拟成为为一种研究两亲性梳形高分子结构与性能的有效手段。本文采用三维立方格子模型,依据Metroplis规则,在50×50×50的三维立方格子体系中对具有一定结构的两亲性梳形高分子分子在稀溶液体系下对固体小球表面的吸附形态进行了模拟研究。为了模拟稀溶液环境,本文在50×50×50的三维立方格子体系中只添加单条两亲性梳形高分子链,其一种侧链对溶剂有亲和力,另外一种侧链对溶液中的固体小球表面有亲和力。本文用VB自编模拟程序,通过改变两亲性梳形高分子各链单元之间的相互作用能,侧链在主链分子上的分布状态,以及改变两亲性梳形高分子接枝点的位置来考察两亲性梳形高分子在固体小球表面吸附形态、链构象及迁移特征。发现该高分子的聚集状态、接枝数、接枝分布和空间位阻对其在固体小球表面吸附形态、链构象、吸附层厚度及迁移特征都有很大的影响。
应继儒[10](2008)在《PP/POE共混体系的微结构与性能》文中提出多相聚合物微结构与材料的性能有着密切联系,而微结构的形成强烈地依赖于加工条件。研究材料的凝聚态结构、形成条件及其与材料性能之间的关系,对于高分子材料的设计和性能优化具有十分重要的意义。本文采用熔融共混法制备了等规聚丙烯(PP)/乙烯-辛烯共聚物(POE)共混物,研究了PP/POE共混物的熔融结晶行为、压力-体积-温度(PVT)属性、力学性质和粘弹性,探讨了PP/POE共混物在注射成型过程中分散相结构演化和多层结构,得出主要结论如下:1、当POE含量较低时,PP的表观诱导期(⊿t1)随着POE含量的增加而下降,POE的加入加速了PP的结晶过程(表观总结晶期⊿tc减少);当POE含量较高时,PP的⊿ti和⊿tc随着POE含量的增加而延长。随着POE含量增加,共混体系中PP相的Tm,Tmp和Tm,onset均向低温偏移,表明PP与POE分子间存在一定的作用力,具有一定程度的相容性。随着POE的加入,不仅使PP晶区变小,而且破坏了PP的球晶结构。对PP/POE共混体系的结晶动力学模型分析,发现Ozawa模型不适合描述该体系的结晶过程,莫志深法和Urbanovici-Segal模型可以很好地描述该体系的非等温结晶动力学。2、采用毛细管流变仪和Haake转矩流变仪对PP/POE共混体系测试的结果基本一致,共混物熔体表现为假塑性流变行为。随着POE含量的增加,PP/POE共混物熔体的表观黏度和非牛顿指数表现为负偏差行为,粘流活化能则表现出正负偏差行为。3、PP/POE共混物在注塑成型过程中形成多层结构,即表层、过渡层、剪切层和芯层。其中剪切层中POE的形变度(D)最大,POE被拉长、断裂,并呈现为扁椭球形,而芯层和过渡层形变度较小。另一方面,表层中无POE相存在,而芯层POE含量最大,剪切层POE含量次之,据此提出了PP/POE共混物在注塑成型过程中分散相形态演化的多层结构模型。此外,剪切对PP/POE共混物中PP的β晶形成影响很大,在表层和特别是剪切层中含有较多的β晶,而在芯层则没有发现β晶的存在。4、在PP/POE共混物注塑制品中,表层的PP熔点接近于纯PP,而其它层中的PP的熔点均比表层低。芯层的Tpeak和Tend比过渡层和剪切层略高,但比表层低。由于表层降温快,导致该层PP的熔程宽,结晶度低,而芯层PP的结晶度最大。PP/POE共混物的结晶温度与压力的关系符合线性关系Tc=Tc,0+kp。随着POE含量增加,高压下结晶的PP/POE共混物中PP熔融行为与常压下结晶的正好相反。5、注塑制品各层的DMA研究表明:在相同的加工温度下,芯层的储能模量较剪切层大。提高加工温度,无论是芯层还是过渡层,其储能模量均提高。此外芯层和剪切层的储能模量对不同频率的响应也不同。当加工温度较低时,增大实验频率,芯层的E′比剪切层的E′响应更明显,而加工温度较高时,芯层的E′和剪切层的E′的响应趋于一致。6、Tait状态方程可用来预测部分相容的、半结晶PP/POE共混物的PVT性质、结晶行为。PP结晶前后的比容变化比POE的大得多,随着POE含量的增加,PP/POE共混物结晶前和结晶后比容的变化均逐渐减小。PP在熔融状态下的热膨胀系数(α)比固体状态的大,而POE正好相反。PP/POE共混物的α随温度、压力的变化与其组成密切相关。此外,采用Simha-Somcynsky模型(S-S)模型计算得到的Vsp结果值与PP/POE熔融态实验值吻合得非常好,说明S-S理论模型可以很好地描述PP/POE共混体系熔融态的PVT行为。7、随着POE含量增加,PP/POE共混物的储能模量逐渐减小,而损耗模量、力学损耗增大。PP/POE共混物中PP和POE的Tg均随着POE含量的增大而升高,其中POE相Tg升高的幅度大于PP相Tg升高的幅度。PP/POE共混体系中PP和POE玻璃化温度的变化反映了PP和POE之间有较强的相互作用力,说明了PP与POE有一定的相容性。Kerner分散相模型和连续相模型可以很好地预测PP/POE共混物的粘弹性和相形态结构。8、随着POE含量增加,共混体系的常温冲击强度和低温冲击强度都表现为增加的趋势,但拉伸强度和模量逐渐减小。当POE的含量达到30%左右时,常温缺口冲击强度增长幅度迅速增大,出现脆韧转变(BDT)。POE的增韧机理主要为银纹支化机理和逾渗机理。
二、排斥体积对聚乙烯链形状的影响(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、排斥体积对聚乙烯链形状的影响(论文提纲范文)
(1)缔合流体的Kirkwood-Buff理论及应用(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 缔合流体 |
1.2.1 缔合流体的研究进展 |
1.2.2 缔合流体的理论模型及相互作用 |
1.3 流体性质的研究方法 |
1.4 Kirkwood-Buff理论 |
1.4.1 Kirkwood-Buff理论的概述 |
1.4.2 Kirkwood-Buff积分方法 |
1.4.3 Kirkwood-Buff积分的物理意义及应用 |
1.5 本文的主要研究内容 |
第二章 缔合流体的密度泛函理论及Kirkwood-Buff积分 |
2.1 经典流体密度泛函理论 |
2.1.1 经典流体密度泛函理论的发展 |
2.1.2 缔合流体的密度泛函理论 |
2.2 Kirwood-Buff积分的计算 |
2.3 缔合流体的G(R)函数及KBI值的影响因素 |
2.3.1 缔合作用对缔合流体G(R)函数的影响 |
2.3.2 体相密度对缔合流体G(R)函数的影响 |
2.3.3 缔合强度对缔合流体KBI值的影响 |
2.3.4 体相密度对缔合流体KBI值的影响 |
2.4 结果与讨论 |
第三章 缔合流体的相平衡及Kirkwood-Buff理论 |
3.1 缔合流体粒子自由能及相图的计算方法 |
3.2 缔合流体相平衡 |
3.2.1 缔合能与色散能的比值对相平衡的影响 |
3.2.2 缔合位点对相平衡的影响 |
3.3 相平衡体系下的Kirkwood-Buff理论 |
3.3.1 缔合位点对缔合流体G(R)函数的影响 |
3.3.2 约化温度对缔合流体G(R)函数的影响 |
3.4 结果与讨论 |
第四章 总结与展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间的科研成果 |
(2)高分子弹性体的表面形貌及其摩擦性能(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 摩擦磨损机制 |
1.2.1 粘附:粘着键的形成和分解 |
1.2.2 外部因素对聚合物摩擦的影响 |
1.2.2.1 载荷的影响 |
1.2.2.2 滑动速度的影响 |
1.2.2.3 温度的影响 |
1.3 水基润滑机理 |
1.3.1 水在有限膜中的流动性 |
1.3.2 水溶液中的水化作用 |
1.4 粘附力的接触理论模型 |
1.4.1 Johnson-Kendall-Roberts (JKR)模型 |
1.4.2 Derjaguin-Muller-Toporov (DMT)模型 |
1.5 表面力的测量 |
1.5.1 表面力仪 |
1.5.2 原子力显微镜 |
1.5.3 接触粘附计 |
1.6 含高分子表面相互作用 |
1.7 本论文的选题意义和研究内容 |
第2章 对流驱动溶剂蒸发引起的聚合物共混膜的分级形态与摩擦性能 |
2.1 本章引论 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验原料 |
2.2.2 实验样品制备 |
2.2.3 实验设备与表征方法 |
2.3 实验结果与讨论 |
2.3.1 分层形貌和自组织Voronoi结构 |
2.3.2 中尺度在形态和组成上的不均匀性 |
2.3.3 对流引导的沉积和侧向胞质转移 |
2.3.4 分级形貌的多维度调控 |
2.3.5 PS/PMMA共混体系摩擦性能测试 |
2.4 本章小结 |
第3章 聚乙烯醇水解度对苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物润滑性能影响 |
3.1 本章引论 |
3.2 实验材料与方法 |
3.2.1 实验原料 |
3.2.2 SEBS薄膜和聚乙烯醇水溶液的制备 |
3.2.3 PVA在水溶液中的链结构 |
3.2.4 流变学表征 |
3.2.5 摩擦性能的评估 |
3.2.6 接触角测角术 |
3.2.7 界面吸附黏附行为的测试 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 摩擦学系统中相关组成部件的形貌和结构 |
3.3.2 在摩擦学体系中实现优异的润滑表面 |
3.3.3 表面物理吸附有助于实现超低摩擦和磨损 |
3.4 本章小结 |
第4章 纳米级架构决定苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物薄膜的摩擦行为 |
4.1 本章引论 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验原料 |
4.2.2 聚合物SEBSs基底膜和聚乙烯醇水溶液的制备 |
4.2.3 原子力显微镜(AFM)和光学轮廓仪测试 |
4.2.4 聚合物SEBSs膜的硬度和模量 |
4.2.5 摩擦学性能的评估 |
4.2.6 液滴与SEBS膜表面接触的接触角分析 |
4.2.7 界面黏附测量 |
4.3 实验结果与讨论 |
4.3.1 三嵌段共聚物SEBSs |
4.3.2 静态接触角测试 |
4.3.3 原子力显微镜对纳米级相分离结构的观测 |
4.3.4 嵌段共聚物SEBSs摩擦特性曲线研究 |
4.3.5 在宏观和微观尺度下SEBSs表面粗糙度 |
4.3.6 SEBSs表面吸附黏附 |
4.4 本章小结 |
第5章 结论与展望 |
5.1 主要内容与结论 |
5.1.1 论文的主要内容 |
5.1.2 论文的主要结论 |
5.2 论文的主要贡献和亮点 |
5.3 未来工作的展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及在读期间发表的学术论文与其他研究成果 |
(3)UHMWPE表面仿生关节软骨构建及性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 人工关节 |
1.1.1 人工关节的发展 |
1.1.2 常用人工关节材料 |
1.1.3 超高分子量聚乙烯(UHMWPE) |
1.2 UHMWPE的改性 |
1.2.1 填充改性 |
1.2.2 离子注入改性 |
1.2.3 辐照交联改性 |
1.2.4 表面接枝改性 |
1.3 紫外光接枝改性 |
1.3.1 紫外光接枝机理 |
1.3.2 紫外光接枝工艺 |
1.3.3 紫外光接枝的应用 |
1.4 聚合物刷 |
1.4.1 聚合物刷的合成 |
1.4.2 聚合物刷的分类 |
1.4.3 聚合物刷的应用 |
1.4.4 聚合物刷的摩擦学性能 |
1.4.5 应用于关节改性研究 |
1.4.6 存在的问题 |
1.5 本学位论文的研究内容 |
1.5.1 研究意义及目的 |
1.5.2 主要研究内容 |
1.5.3 要解决的问题 |
2 实验材料和方法 |
2.1 研究技术路线 |
2.2 材料的制备 |
2.2.1 实验原料 |
2.2.2 制备工艺 |
2.3 分析测试 |
2.4 力学性能测试 |
2.5 摩擦学性能测试 |
3 UHMWPE接枝MPDSAH聚合物刷 |
3.1 结构与表面性能 |
3.1.1 红外光谱 |
3.1.2 能谱分析 |
3.1.3 接枝率 |
3.1.4 结晶度 |
3.1.5 润湿性 |
3.1.6 吸水率 |
3.1.7 粉末密度 |
3.1.8 粉末粒径 |
3.2 力学性能 |
3.2.1 拉伸性能 |
3.2.2 压缩性能 |
3.3 摩擦学性能 |
3.3.1 销盘摩擦 |
3.3.2 膝关节磨损 |
3.4 本章小结 |
4 UHMWPE接枝AM聚合物刷 |
4.1 结构与表面性能 |
4.1.1 红外光谱 |
4.1.2 能谱分析 |
4.1.3 接枝率 |
4.1.4 结晶度 |
4.1.5 润湿性 |
4.1.6 吸水率 |
4.1.7 粉末密度 |
4.1.8 粉末粒径 |
4.2 力学性能 |
4.2.1 拉伸性能 |
4.2.2 压缩性能 |
4.3 摩擦学性能 |
4.3.1 销盘摩擦 |
4.3.2 膝关节磨损 |
4.3.3 MPDSAH聚合物刷与AM聚合物刷的摩擦学性能比较 |
4.4 生物相容性 |
4.4.1 溶血率测试 |
4.4.2 血小板黏附 |
4.5 本章小结 |
5 γ射线辐照交联UHMWPE-g-AM |
5.1 结构与表面性能 |
5.1.1 红外光谱 |
5.1.2 结晶度 |
5.1.3 交联度 |
5.1.4 润湿性 |
5.2 力学性能 |
5.2.1 拉伸性能 |
5.2.2 压缩性能 |
5.3 摩擦学性能 |
5.3.1 销盘摩擦 |
5.3.2 膝关节磨损 |
5.4 本章小结 |
6 UHMWPE表面多孔与MPC接枝改性 |
6.1 多孔结构分析 |
6.1.1 多孔形貌 |
6.1.2 失重与孔隙率 |
6.2 接枝改性分析 |
6.2.1 XPS分析 |
6.2.2 红外光谱分析 |
6.2.3 接枝率分析 |
6.3 润湿性分析 |
6.3.1 多孔UHMWPE的接触角 |
6.3.2 多孔UHMWPE-g-MPC的接触角 |
6.4 摩擦学性能 |
6.4.1 多孔UHMWPE的摩擦学性能 |
6.4.2 多孔UHMWPE-g-MPC的摩擦学性能 |
6.5 本章小结 |
7 结论 |
7.1 主要结论 |
7.2 创新点 |
7.3 研究展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(4)材料的表面改性对细菌粘附的影响(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 细菌生物膜及细菌粘附的危害 |
1.1.1 细菌生物膜 |
1.1.2 细菌粘附 |
1.1.3 细菌粘附对食品工业的危害 |
1.2 影响细菌粘附的主要因素 |
1.2.1 表面浸润性 |
1.2.2 表面电性 |
1.2.3 表面拓扑结构 |
1.3 抗细菌粘附的技术及其发展 |
1.3.1 表面微/纳拓扑结构的制备 |
1.3.2 表面材料的化学修饰 |
1.4 本课题的立题背景、意义及主要研究内容 |
1.4.1 立题背景及研究意义 |
1.4.2 主要研究内容 |
2 材料与方法 |
2.1 实验材料和试剂 |
2.1.1 实验菌株 |
2.1.2 培养基及试剂 |
2.2 主要仪器设备 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 菌悬液的制备 |
2.3.2 细菌相关性质的表征 |
2.3.3 材料制备 |
2.3.4 材料表面形貌表征 |
2.3.5 材料表面浸润性的测定 |
2.3.6 材料抑制细菌粘附能力的测定 |
2.3.7 材料抗细菌生长能力的测定 |
2.3.8 银离子注入样品银离子安全性测定 |
2.3.9 剪切作用对细菌粘附的影响 |
2.3.10 统计学分析 |
3 结果与讨论 |
3.1 实验菌株性质表征 |
3.1.1 细菌尺寸 |
3.1.2 细菌表面疏水性及表面电位 |
3.1.3 细菌自聚能力及自身形成生物膜能力 |
3.2 材料表面浸润性对细菌粘附的影响 |
3.2.1 十八硫醇/半胱胺体系接枝薄膜制备及表面表征 |
3.2.2 十八硫醇/半胱胺混合单分子层对细菌粘附情况的影响 |
3.2.3 十八硫醇/巯基丙酸混合单分子层表面浸润性测定 |
3.2.4 十八硫醇/巯基丙酸混合单分子层对细菌粘附情况的影响 |
3.2.5 材料表面电性对细菌粘附情况的影响 |
3.3 材料表面拓扑结构对细菌粘附的影响 |
3.3.1 PDMS薄膜的表面形貌 |
3.3.2 不同尺寸微米级表面拓扑结构对大肠杆菌粘附情况的影响 |
3.3.3 材料表面疏水性对表面图案化薄膜抗大肠杆菌粘附能力的影响 |
3.3.4 细菌尺寸与微米级拓扑结构尺寸关系对细菌粘附的影响 |
3.3.5 剪切作用对表面图案化薄膜抗大肠杆菌粘附能力的影响 |
3.4 材料表面银离子注入对细菌粘附及生长的影响 |
3.4.1 银离子注入后材料表面性质表征 |
3.4.2 银离子注入后材料抑制细菌粘附能力测定 |
3.4.3 银离子注入材料抗菌性能的测定 |
3.4.4 银离子注入材料安全性能的测定 |
主要结论 |
展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
(5)基于多巴胺自聚—组装行为的聚合物分离膜表面修饰与性能研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 膜与膜技术概论 |
1.1.1 前言 |
1.1.2 膜的定义及分类 |
1.1.3 膜分离过程 |
1.2 聚合物膜的亲水化改性方法 |
1.2.1 前言 |
1.2.2 物理方法 |
1.2.3 化学方法 |
1.3 基于仿生原理的多巴胺改性技术 |
1.3.1 前言 |
1.3.2 海洋贻贝对多巴胺仿生功能的启发 |
1.3.3 多巴胺仿生改性技术的提出与发展 |
1.4 多巴胺的自聚-组装行为及其粘附机理 |
1.4.1 前言 |
1.4.2 多巴胺的自聚-组装过程 |
1.4.3 多巴胺及其聚合物的粘附机理 |
1.5 聚多巴胺在材料表面改性中的应用 |
1.5.1 前言 |
1.5.2 材料表面形成聚多巴胺涂层 |
1.5.3 聚多巴胺表面的二次功能化修饰 |
1.5.4 含多巴胺的功能分子的合成与应用 |
1.5.5 聚多巴胺对纳米材料的表面修饰 |
第2章 课题的提出、研究思路与方案 |
2.1 课题的提出和意义 |
2.2 设计思路与研究方案 |
2.2.1 多巴胺在不同基质表面的沉积行为及机理 |
2.2.2 聚偏氟乙烯/聚多巴胺共混膜的制备与表征 |
2.2.3 聚偏氟乙烯/聚多巴胺共混膜表面接枝改性的研究 |
2.2.4 聚丙烯/聚多巴胺复合膜表面络合亲水聚合物的研究 |
2.2.5 聚乙烯/聚多巴胺复合膜表面键合生物分子的研究 |
第3章 多巴胺在不同基质表面的沉积行为及机理 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 主要原料和试剂 |
3.2.2 聚多巴胺层的厚度测量 |
3.2.3 溶液中多巴胺聚合产物的表征 |
3.2.4 疏水聚合物膜的多巴胺改性 |
3.2.5 疏水聚合物膜的表征 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 聚多巴胺层厚度及其化学组成 |
3.3.2 多巴胺溶液中的聚合产物 |
3.3.3 聚合物膜的多巴胺仿生修饰 |
3.3.4 多巴胺在基质表面的沉积机理 |
3.4 本章小结 |
第4章 聚偏氟乙烯/聚多巴胺共混膜的制备与表征 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 主要原料和试剂 |
4.2.2 聚偏氟乙烯/聚多巴胺共混膜的制备 |
4.2.3 共混膜的结构表征 |
4.2.4 共混膜的性能测试 |
4.2.5 共混膜的稳定性检测 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 不同条件下合成的聚多巴胺纳米粒子 |
4.3.2 共混膜的表面化学组成及形貌 |
4.3.3 共混膜的热稳定性 |
4.3.4 聚多巴胺纳米粒子的表面富集行为 |
4.3.5 共混膜的力学性能 |
4.3.6 共混膜的通量和抗污染性能 |
4.3.7 共混膜的长期稳定性 |
4.4 本章小结 |
第5章 聚偏氟乙烯/聚多巴胺共混膜表面接枝改性的研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 主要原料和试剂 |
5.2.2 聚偏氟乙烯/聚多巴胺共混膜的制备 |
5.2.3 共混膜表面接枝两性离子聚合物刷 |
5.2.4 接枝膜的结构表征 |
5.2.5 接枝膜的性能测试 |
5.2.6 接枝膜的血液相容性评价 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 多巴胺自聚产物的形貌及化学组成 |
5.3.2 聚多巴胺纳米粒子在共混膜中的含量 |
5.3.3 接枝膜的表面化学组成及形貌 |
5.3.4 表面接枝改性对膜性能的影响 |
5.3.5 接枝膜的血液相容性 |
5.4 本章小结 |
第6章 聚丙烯/聚多巴胺复合膜表面结合亲水聚合物的研究 |
6.1 引言 |
6.2 实验部分 |
6.2.1 主要原料和试剂 |
6.2.2 聚合物膜的表面改性 |
6.2.3 聚合物膜的结构表征 |
6.2.4 聚合物膜的性能测试 |
6.2.5 聚合物膜的稳定性检测 |
6.2.6 聚合物膜的抗菌性能评价 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 聚多巴胺复合层对聚丙烯膜的影响 |
6.3.2 聚乙烯吡咯烷酮改性剂对聚丙烯膜的影响 |
6.3.3 膜通量、抗污染性能及油水分离性能 |
6.3.4 改性聚丙烯膜的长期稳定性 |
6.3.5 碘的络合对聚丙烯膜抗菌性能的影响 |
6.3.6 其它聚合物膜的表面改性 |
6.4 本章小结 |
第7章 聚乙烯/聚多巴胺复合膜表面键合生物分子的研究 |
7.1 引言 |
7.2 实验部分 |
7.2.1 主要原料和试剂 |
7.2.2 肝素在聚乙烯膜表面的固定 |
7.2.3 牛血清白蛋白在聚乙烯膜表面的固定 |
7.2.4 复合膜的结构表征 |
7.2.5 复合膜的性能测试 |
7.2.6 复合膜的生物相容性评价 |
7.3 结果与讨论 |
7.3.1 聚乙烯/肝素复合膜的表面结构 |
7.3.2 肝素对聚乙烯膜亲水性和通量的影响 |
7.3.3 聚乙烯/肝素复合膜的血液相容性 |
7.3.4 聚乙烯/牛血清白蛋白复合膜的表面结构 |
7.3.5 牛血清白蛋白对聚乙烯膜亲水性和通量的影响 |
7.3.6 聚乙烯/牛血清白蛋白复合膜的生物相容性 |
7.4 本章小结 |
第8章 主要结论、创新和展望 |
8.1 全文主要结论 |
8.2 研究特色及主要创新点 |
8.3 不足与展望 |
参考文献 |
作者简介及博士期间的科研成果 |
(6)受限环境对几类软物质材料性质影响的分子动力学模拟研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第一章 前言 |
§1.1 计算机模拟概述 |
§1.2 软物质概述 |
§1.2.1 软物质--液晶 |
§1.2.2 软物质--离子液体 |
§1.2.3 软物质--单链高分子动力学 |
§1.3 本论文研究目的与内容 |
第二章 基础理论与计算方法 |
§2.1 基本原理 |
§2.1.1 Born-Oppenheimer 近似 |
§2.1.2 MD 模拟原理 |
§2.2 分子力场 |
§2.3 粗粒化的 MD 模拟与 WCA 势简介 |
§2.3.1 粗粒化的 MD |
§2.3.2 WCA 势 |
§2.4 积分算法 |
§2.4.1 Verlet 型算法 |
§2.4.2 算法优劣的判据与时间的可逆性 |
§2.5 周期性边界条件与最近镜像 |
§2.6 统计力学的一些基本概念 |
§2.6.1 系综理论及基本假设 |
§2.6.2 正则系综 |
§2.7 各种系综在 MD 模拟中的实现 |
§2.7.1 正则系综中的分子动力学 |
§2.7.2 等温等压系综中的分子动力学 |
第三章 偶氮苯和(1-环己烯基)苯基二氮烯液晶异构化和分子取向的分子动力学模拟研究 |
§3.1 引言 |
§3.2 模型与模拟方法 |
§3.3 模拟结果与讨论 |
§3.4 小结 |
第四章 [emim][Tf2N] 和 [emim][TfO]离子液膜在石墨表面吸附的分子动力学模拟研究 |
§4.1 引言 |
§4.2 模型与模拟细节 |
§4.3 模拟结果与讨论 |
§4.3.1 径向分布函数 |
§4.3.2 密度分布 |
§4.3.2.1 A1,A2,B1 和 B2 的密度分布 |
§4.3.2.2 A3 和 B3 的密度分布 |
§4.3.3 离子液体在界面处的取向 |
§4.3.3.1 A1,A2,B1 和 B2 的取向 |
§4.3.3.2 A3 和 B3 在 350 K 时的取向 |
§4.4 小结 |
第五章 高分子链在纳米孔中输运过程的理论研究 |
§5.1 引言 |
§5.2 计算方法与模拟细节 |
§5.2.1 milestoning 方法简介 |
§5.2.2 首次通过时间与自由能的计算 |
§5.2.3 模型与模拟细节 |
§5.3 模拟的结果与讨论 |
§5.4 小结 |
参考文献 |
作者简介及科研成果 |
致谢 |
基金资助 |
(7)聚合物及其纳米复合材料自组装的机理与应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 背景 |
1.2 聚合物相关概念 |
1.2.1 聚合物的构态 |
1.2.2 聚合物的排斥体积 |
1.2.3 聚合物的尺度 |
1.2.4 聚合物的刚柔性 |
1.2.5 两亲性共聚物和聚电解质 |
1.3 分子模拟技术与密度泛函理论 |
1.3.1 分子模拟方法简介 |
1.3.2 密度泛函理论简介 |
1.3.3 模型 |
1.3.4 单位制 |
1.3.5 多尺度模拟 |
1.4 自组装及其机理研究现状 |
1.4.1 自组装的概念、特点以及分类 |
1.4.2 自组装过程中的尺度 |
1.4.3 自组装与纳米材料制备 |
1.4.4 自组装的机理研究现状 |
1.5 研究内容、方法及意义 |
1.5.1 研究内容 |
1.5.2 研究方法 |
1.5.3 研究意义 |
参考文献 |
第二章 树枝状共聚物在狭缝孔中的微观结构和自组装 |
2.1 引言 |
2.2 理论和模型 |
2.2.1 分子模型 |
2.2.2 杂化密度泛函理论 |
2.3 结果和讨论 |
2.3.1 熵效应 |
2.3.2 自组装 |
2.4 小结 |
参考文献 |
第三章 刚柔两嵌段共聚物在狭缝孔中的自组装 |
3.1 引言 |
3.2 理论和模型 |
3.2.1 分子模型 |
3.2.2 理论 |
3.3 结果和讨论 |
3.3.1 刚柔两嵌段共聚物的自组装 |
3.3.2 分子间相互作用的影响 |
3.3.3 狭缝孔宽的影响 |
3.3.4 分子刚柔性的影响 |
3.4 小结 |
参考文献 |
第四章 尾部构态对两亲性共聚物自组装制备胶束的影响 |
4.1 引言 |
4.2 模型和方法 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 支化参数 |
4.3.2 临界胶束浓度 |
4.3.3 胶束动力学行为 |
4.3.4 胶束大小 |
4.3.5 胶束的微观结构和形状 |
4.3.6 热稳定性 |
4.4 小结 |
参考文献 |
第五章 表面锚定星形聚合物的纳米颗粒在溶液中的自组装 |
5.1 前言 |
5.2 模型和方法 |
5.2.1 模型 |
5.2.2 方法 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 小纳米颗粒体系 |
5.3.2 中等尺寸纳米颗粒体系 |
5.3.3 大纳米颗粒体系 |
5.3.4 结构与机理分析 |
5.3.5 分子间相互作用的影响 |
5.3.6 表面锚定星形聚合物的纳米颗粒的特殊性 |
5.4 小结 |
参考文献 |
第六章 表面锚定聚乙二醇的金纳米颗粒在溶液中的聚集行为研究 |
6.1 引言 |
6.2 模型粗粒化 |
6.2.1 金纳米颗粒的粗粒化 |
6.2.2 聚乙二醇的粗粒化 |
6.3 模型与方法 |
6.3.1 模型 |
6.3.2 方法 |
6.4 结果与讨论 |
6.4.1 聚集行为 |
6.4.2 机理分析 |
6.4.3 微观结构和旋转半径 |
6.4.4 自组装结构 |
6.4.5 锚定聚乙二醇的金纳米颗粒在自组装中的特殊性 |
6.5 小结 |
参考文献 |
第七章 纳米流体可控传输的温敏通道开关的分子设计 |
7.1 引言 |
7.2 模型与方法 |
7.3 结果与讨论 |
7.4 小结 |
参考文献 |
第八章 结论与展望 |
8.1 结论 |
8.2 展望 |
附录一 英文名词缩写表 |
附录二 英中文名词对照表 |
致谢 |
研究成果及发表的学术论文 |
作者及导师简介 |
博士研究生学位论文答辩委员会决议书 |
(8)软物质体系复杂相行为的多尺度模拟研究(论文提纲范文)
论文提要 |
第一章 前言 |
1.1 软物质体系多尺度模拟研究的意义 |
1.2 聚合物复杂体系多尺度模拟的必要性 |
1.3 聚烯烃体系多尺度模拟的背景和意义 |
1.4 嵌段共聚物多尺度模拟的背景和意义 |
1.5 本论文研究目的和内容 |
第二章 理论基础与模拟方法简介 |
2.1 分子动力学方法(MD) |
2.1.1 基本原理 |
2.1.2 分子力场 |
2.1.3 积分算法 |
2.1.4 周期性边界条件 |
2.2 耗散粒子动力学方法(DPD) |
2.2.1 基本理论 |
2.2.2 积分算法 |
2.2.3 非平衡态耗散粒子动力学方法 |
2.3 有限元方法(FEM) |
2.3.1 流动控制方程 |
2.3.2 流动控制方程的有限元解法 |
2.3.3 修正的介观、宏观尺度连接的Navier-Stokes 方程 |
2.4 本章小结 |
第三章 聚烯烃体系微观、介观、宏观多尺度贯通模拟 |
3.1 研究意义与目的 |
3.2 微观、介观尺度的连通 |
3.2.1 研究方法 |
3.2.2 分子动力学模拟细节 |
3.2.3 微观→介观粗粒化模拟 |
3.2.4 介观→微观细粒化模拟 |
3.3 介观、宏观尺度的连通 |
3.3.1 非平衡态模拟计算剪切粘度 |
3.3.2 介观DPD 方法与宏观有限元方法结合的尝试 |
3.4 本章小结 |
第四章 IPP/PEOC 混合物的相图预测 |
4.1 研究背景与目的 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验原料 |
4.2.2 PVT 测量 |
4.3 理论基础 |
4.4 模型及模拟方法 |
4.5 模拟结果和讨论 |
4.6 本章小结 |
第五章 软碟状粒子的有序堆砌行为 |
5.1 研究背景与目的 |
5.2 模型及模拟方法 |
5.3 模拟结果和讨论 |
5.3.1 μ和ν对堆砌结构的影响 |
5.3.2 αij 对堆砌结构的影响 |
5.3.3 对六方柱状结构的详细分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 软碟状粒子在稀溶液中的多级自组装行为 |
6.1 研究背景与目的 |
6.2 模型及模拟方法 |
6.3 模拟结果和讨论 |
6.4 本章小结 |
第七章 软棒状粒子的有序相行为研究 |
7.1 研究背景与目的 |
7.2 模型及模拟方法 |
7.3 模拟结果和讨论 |
7.3.1 αij 对软棒状粒子相行为的影响 |
7.3.2 μ和ν对软棒状粒子相行为的影响 |
7.4 本章小结 |
参考文献 |
攻读博士期间发表的论文 |
论文摘要 |
Abstract |
致谢 |
附件 |
(9)两亲性梳形高分子在固液界面吸附形态的Monte Carlo模拟(论文提纲范文)
提要 |
第一章 绪论 |
1.1 两亲性梳形高分子的特点与应用 |
1.2 Monte Carlo方法基本思想 |
1.3 Monte Carlo方法的优缺点 |
1.4 Metropolis重要性抽样方法 |
1.5 Monte Carlo模拟的高分子链模型 |
1.5.1 常用格子链模型 |
1.5.2 格子链模型中的相互作用势能 |
1.6 Monte Carlo模拟中的常用算法 |
1.7 循环边界条件 |
1.8 Monte Carlo方法的对两亲性梳形高分子吸附研究 |
1.9 本文选题及设计思路 |
第二章 程序设计与模型算法 |
2.1 本文中的模型算法 |
2.2 程序设计 |
2.3 模拟过程中统计的物理量 |
第三章 结果与讨论 |
3.1 侧链均匀分布在主链上的分子结构各模拟参数分析 |
3.1.1 两亲性梳形高分子有效吸附率变化分析 |
3.1.2 两亲性梳形高分子回转半径变化分析 |
3.1.3 两亲性梳形高分子三维吸附形态 |
3.1.4 两亲性梳形高分子在固体小球表面分布密度分析 |
3.1.5 两亲性梳形高分子与固体小球作用数的分析 |
3.1.6 两亲性梳形高分子在固体小球表面的迁移 |
3.1.7 两亲性梳形高分子在固体小球表面吸附层厚度分析 |
3.2 侧链分布在主链一头的分子结构各模拟参数分析 |
3.2.1 两种侧链分布的两亲性梳形高分子回转半径变化对比分析 |
3.2.2 两种侧链分布的两亲性梳形高分子有效吸附率变化对比分析 |
3.2.3 两种侧链分布的两亲性梳形高分子在固体小球表面分布密度对比分析 |
3.2.4 两亲性梳形高分子的三维吸附形态 |
第四章 结论 |
参考文献 |
摘要 |
Abstract |
研究生起见发表文章 |
致谢 |
(10)PP/POE共混体系的微结构与性能(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1.概述 |
1.2.聚合物结晶行为及结晶动力学 |
1.2.1.聚合物成型加工过程结晶现象研究 |
1.2.2.聚合物结晶动力学研究概况 |
1.3.聚合物PVT行为及预测 |
1.3.1.高聚物PVT性质研究与应用 |
1.3.2.聚合物PVT行为的模拟 |
1.4.多相聚合物粘弹性及预测 |
1.4.1.聚合物填充体系 |
1.4.2.纤维增强聚合物体系 |
1.4.3.聚合物共混体系 |
1.5.多相聚合物流变行为及形态结构 |
1.5.1.流变行为对形态结构的影响 |
1.5.2.剪切场、温度场对共混体系分散相形态的影响 |
1.6.聚合物材料的增韧机理 |
1.6.1.银纹—剪切带理论 |
1.6.2.界面空洞化理论 |
1.6.3.逾渗理论 |
1.7.本论文研究内容 |
第二章 PP/POE的结晶行为及结晶动力学 |
2.1.引言 |
2.2.实验部分 |
2.2.1.原料 |
2.2.2.主要仪器 |
2.2.3.试样制备 |
2.2.4.性能与表征 |
2.3.结果与讨论 |
2.3.1.PP/POE共混物的熔融和结晶行为 |
2.3.2.PP/POE共混体系的非等温结晶动力学研究 |
2.4.本章小结 |
第三章 PP/POE共混体系的流变行为及多层形态结构与性能研究 |
3.1.引言 |
3.2.实验部分 |
3.2.1.原料及主要试验仪器设备 |
3.2.2.流变性能测试 |
3.2.3.形态结构表征 |
3.3.结果与讨论 |
3.3.1.PP/POE共混体系的流变行为 |
3.3.2.流变行为与形态演化的关系 |
3.3.3.PP/POE体系分散相形态演化 |
3.3.4.多层结构的WAXD表征 |
3.3.5.多层结构的DSC分析 |
3.3.6.多层结构的动态力学分析 |
3.4.本章小结 |
第四章 PP/POE共混体系的PVT属性及压力对结晶行为的影响 |
4.1.引言 |
4.2.基本理论 |
4.2.1.热膨胀系数α和等温压缩系数β的定义 |
4.2.2.Tait状态方程等温压缩系数 |
4.2.3.Simha-Somcynsky状态方程(S-S模型) |
4.3.PVT测量技术 |
4.4.数据拟合及计算方法 |
4.4.1.Tait公式变换一步拟合法 |
4.4.2.Tait方程二步拟合法 |
4.4.3.S-S状态方程的拟合及计算 |
4.5.实验部分 |
4.5.1.原料、样品制备及测试方法 |
4.6.结果与讨论 |
4.6.1.PVT行为及Tait方程模拟 |
4.6.2.Tait方程拟合热膨胀系数α和等温压缩系数β |
4.6.3.Simha-Somcynsky模型 |
4.6.4.压力对PP/POE共混物非等温结晶行为的影响 |
4.7.本章小结 |
第五章 PP/POE共混体系的力学行为及粘弹性预测 |
5.1.引言 |
5.2.实验部分 |
5.2.1.原料及主要仪器设备 |
5.2.2.试样制备及测试方法 |
5.2.3.结构性能表征 |
5.3.结果与讨论 |
5.3.1.PP/POE中分散相形态及分布 |
5.3.2.动态力学分析 |
5.3.3.PP/POE共混体系的粘弹性预测 |
5.3.4.静态力学性能 |
5.3.5.PP/POE共混物断面的SEM分析 |
5.4.本章小结 |
第六章 总结 |
6.1.主要研究结果 |
6.2.主要创新点 |
6.3.展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
1.攻读学位期间发表的论文目录 |
2.分散相粒径分析统计程序的核心程序段 |
3.S-S模型计算自由体积的程序 |
4.Kerner连续相模型预测计算程序的核心程序段 |
四、排斥体积对聚乙烯链形状的影响(论文参考文献)
- [1]缔合流体的Kirkwood-Buff理论及应用[D]. 李红红. 河北大学, 2021
- [2]高分子弹性体的表面形貌及其摩擦性能[D]. 方清华. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [3]UHMWPE表面仿生关节软骨构建及性能研究[D]. 邓亚玲. 南京理工大学, 2016(07)
- [4]材料的表面改性对细菌粘附的影响[D]. 张薇. 江南大学, 2016(03)
- [5]基于多巴胺自聚—组装行为的聚合物分离膜表面修饰与性能研究[D]. 蒋金泓. 浙江大学, 2014(11)
- [6]受限环境对几类软物质材料性质影响的分子动力学模拟研究[D]. 薛向贵. 吉林大学, 2012(12)
- [7]聚合物及其纳米复合材料自组装的机理与应用研究[D]. 程礼盛. 北京化工大学, 2011(05)
- [8]软物质体系复杂相行为的多尺度模拟研究[D]. 李占伟. 吉林大学, 2010(08)
- [9]两亲性梳形高分子在固液界面吸附形态的Monte Carlo模拟[D]. 张立军. 吉林大学, 2009(S1)
- [10]PP/POE共混体系的微结构与性能[D]. 应继儒. 华中科技大学, 2008(05)