發(fā)布時(shí)間：2020-11-18 01:52

　　 高分子材料大多是由相對(duì)分子質(zhì)量不同的同系物混合而成,因此分子量及分子量分布會(huì)成為影響其結(jié)構(gòu)與性能的重要因素。目前已經(jīng)有大量實(shí)驗(yàn)研究了聚合物結(jié)構(gòu)對(duì)力學(xué)性能的影響,但這只能從宏觀上做定性研究,不足以說明其分子鏈的微觀演變過程。為研究高分子材料的微觀機(jī)理,本文采用計(jì)算機(jī)模擬手段,運(yùn)用分子動(dòng)力學(xué)方法,探究不同分子量及分子量分布的混合多鏈聚乙烯的結(jié)構(gòu)與其力學(xué)性能的關(guān)系。主要研究?jī)?nèi)容如下:首先研究了鏈長(zhǎng)對(duì)聚乙烯結(jié)晶行為及拉伸行為的影響。研究對(duì)象為三個(gè)均由一種鏈長(zhǎng)構(gòu)成的聚乙烯多鏈體系,其鏈長(zhǎng)分別為100、200、400,并建立相應(yīng)體系的粗�；Ｐ�。在對(duì)不同鏈長(zhǎng)的聚乙烯多鏈體系進(jìn)行結(jié)晶模擬過程中,發(fā)現(xiàn)分子鏈越短的體系,結(jié)晶速率越快,結(jié)晶度越高。接著分別對(duì)上述過程所得三種半晶體聚乙烯進(jìn)行拉伸模擬,通過其拉伸過程中的結(jié)晶度、鏈纏結(jié)度以及鏈取向度隨應(yīng)變的變化,得到不同鏈長(zhǎng)聚乙烯體系的分子鏈微觀演變機(jī)理,發(fā)現(xiàn)鏈長(zhǎng)越短的聚乙烯體系屈服應(yīng)力越大,應(yīng)變硬化階段所需應(yīng)力越小。接著研究?jī)煞N鏈長(zhǎng)以不同混合比構(gòu)成的多鏈混合體系對(duì)聚乙烯結(jié)晶行為及拉伸行為的影響。研究對(duì)象為C20/C200、C50/C200、C100/C200的多鏈聚乙烯混合體系,每個(gè)體系又設(shè)置三種長(zhǎng)短鏈混合比1:1、1:3、1:4,之后建立相應(yīng)體系的粗�；Ｐ�。對(duì)以上不同長(zhǎng)短鏈聚乙烯混合體系進(jìn)行結(jié)晶模擬,并對(duì)比均一鏈長(zhǎng)聚乙烯體系結(jié)晶過程,發(fā)現(xiàn)混入短鏈可以促進(jìn)結(jié)晶,且混入短鏈越短、越多,結(jié)晶度越高。然后分別對(duì)以上的半晶體聚乙烯進(jìn)行拉伸模擬,通過分析能量、結(jié)晶度、鏈纏結(jié)度以及鏈取向度的變化曲線等揭示其分子鏈的微觀演變機(jī)理,發(fā)現(xiàn)聚乙烯體系中混入短鏈越多且越短時(shí),拉伸屈服應(yīng)力越大,應(yīng)變硬化應(yīng)力越小。本文最后研究了不同分子量分布對(duì)聚乙烯結(jié)晶行為及拉伸行為的影響。研究對(duì)象為三種鏈長(zhǎng)以不同分散度構(gòu)成的兩個(gè)多鏈混合聚乙烯體系,其鏈長(zhǎng)組成分別為50/200/350,150/200/250,兩體系的分散度分別為1.225和1.0125,并建立相應(yīng)體系的粗�；Ｐ�。分別對(duì)以上不同分子量分布的多鏈混合聚乙烯體系進(jìn)行結(jié)晶模擬,發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)聚乙烯體系的初始結(jié)晶速率幾乎相同,但是在溫度較低時(shí),分散度高的體系結(jié)晶速率較大,生成半晶體的結(jié)晶度更高。分別對(duì)以上兩種體系的半晶體聚乙烯進(jìn)行拉伸模擬,通過分析其能量、結(jié)晶度、鏈纏結(jié)度以及鏈取向度的變化曲線得到其分子鏈的微觀演變機(jī)理,發(fā)現(xiàn)分散度高的體系屈服應(yīng)力更大,應(yīng)變硬化階段所需應(yīng)力也更高。
【學(xué)位單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TQ325.12
【部分圖文】：

圖 1-1 多尺度半晶態(tài)聚合物結(jié)構(gòu)[5]Fig.1-1 Multi-scale semi-crystalline polymer structure[5]步擬合半晶體的真實(shí)結(jié)構(gòu)，科研工作者們?cè)诖罅康哪M工，其中被人們熟知的是由 Bryant 提出的纓狀微束模型[6]、及由 Flory 提出的插線板模型。纓狀微束模型（如圖 1-2 分子鏈結(jié)構(gòu)，即晶區(qū)與非晶區(qū)，它們相互穿插，隨機(jī)分布鏈呈規(guī)則有序排列，且折疊鏈間相互平行，但構(gòu)成的晶區(qū)

圖 1-2 纓狀微束模型[6]Fig.1-2 Braided microbeam model[6]鏈在晶片中不規(guī)則非近鄰進(jìn)入示意圖 （b）插線板圖 1-3 插線板模型[8]Fig.1-3 Patch panel model[8]學(xué)性能的研究動(dòng)態(tài)晶態(tài)聚乙烯結(jié)構(gòu)及其力學(xué)性能，大量研究者們通過各種各括差示掃描量熱法(DSC)[9]、測(cè)比重術(shù)[10]、拉曼光譜學(xué)[11]子核磁共振[13]、小角 X 射線散射[14][16]和電鏡掃描[17]等方

（a）分子鏈在晶片中不規(guī)則非近鄰進(jìn)入示意圖 （b）插線板模型圖 1-3 插線板模型[8]Fig.1-3 Patch panel model[8]1.4 聚乙烯力學(xué)性能的研究動(dòng)態(tài)為了解半晶態(tài)聚乙烯結(jié)構(gòu)及其力學(xué)性能，大量研究者們通過各種各樣的方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，其中包括差示掃描量熱法(DSC)[9]、測(cè)比重術(shù)[10]、拉曼光譜學(xué)[11]、固態(tài)碳原子核磁共振[12]、質(zhì)子核磁共振[13]、小角 X 射線散射[14][16]和電鏡掃描[17]等方法。Erming[14通過同步加速器小角 X 射線散射（SAXS）和廣角 X 射線衍射（WAXD）研究了高密度聚乙烯（HDPE）在電子輻射前后單軸拉伸變形過程中的結(jié)構(gòu)演變。原始和輻射后的HDPE 都表現(xiàn)出三個(gè)不同階段的變形行為，分別對(duì)應(yīng)于彈性變形、屈服、應(yīng)變軟化、平臺(tái)期及應(yīng)變硬化。在第二階段發(fā)現(xiàn)有晶區(qū)鏈破壞，第三階段會(huì)因應(yīng)變誘導(dǎo)而重結(jié)晶。Jiang[15]使用 SAXS 技術(shù)研究了不同退火溫度所得的高密度聚乙烯單軸拉伸變形時(shí)的結(jié)
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4 ;冷存袋[J];包裝與食品機(jī)械;1987年01期

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本文編號(hào)：2888194