共聚物橡胶的结构性能分析及其物理特性的分子模拟

论文摘要

本论文主要对中国石油化学公司生产的合成橡胶NBR、SBR、EPDM的多个牌号包括兰州石化NBR N21、N32、N41；兰州石化SBR1500、SBR 1500E、SBR 1502E、SBR 1712、及吉林石化公司SBR1500、1502；吉林石化EPDM 2070、3080、4045进行了聚合物微观结构、加工性能与应用性能的对应关系的分析及研究。同时采用Accleys公司的Materials Studio分子模拟软件进行全原子方法的分子模拟计算,通过基础理论计算来研讨多种参数及性能的变化趋势,并与实测实验结果进行对比,寻找出共聚物橡胶微观结构与加工及宏观性能的对应关系及基本理论,以便对实际生产操作进行指导。具体内容如下：（1）通过高聚物材料的微观结构分析,结合红外光谱分析（FT-IR）,差示扫描量热仪（DSC）测试手段,核磁波谱分析仪等分析橡胶的精细微观结构,研究共聚物橡胶的微观结构；（2）对同种橡胶采用统一的基础性能测试配方,进而研究其加工性能包括门尼粘度测定、硫化性能测试和动态力学性能（RPA）测试；（3）研究共聚橡胶的应用性能包括拉伸和撕裂等力学性能测试、压缩永久变形性能测试、耐油性能测试、耐磨性能测试、抗湿滑系数、脆性温度测定、动态压缩生热测试、耐热氧、臭氧老化性能测试、耐紫外线老化性能、胶滚动阻力测试；（4）依据分子力场运用分子模拟方法进行分析计算出共聚高分子橡胶材料的各种特性,主要通过模拟计算出多种共聚橡胶材料的多种参数如玻璃化转变温度、半分解温度、密度、内聚能密度、溶解度参数等,并与实验测试数据进行详尽分析对比,了解高聚物内部结构对于加工、应用等性能的影响,进而探讨微观结构对于宏观性能的影响,以期形成一套共聚物橡胶微观结构与加工、宏观性能关系的方法,能对实际的生产工程进行理论指导

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 第一章 绪论
• 1.1 丁腈、丁苯、三元乙丙共聚橡胶的应用与性能
• 1.2 分子模拟计算软件相关简介
• 1.3 分子动力学模拟的基本原理
• 1.4 分子动力学计算应用于高分子聚合物当中的研究
• 1.5 论文选题的立论,目的和意义
• 第二章 实验及分子模拟计算部分
• 2.1 实验
• 2.1.1 实验原料
• 2.1.2 主要设备与仪器
• 2.2 分子模拟计算
• 2.2.1 分子软件Synthia模块简介
• 2.2.2 丁二烯、丙烯腈单体立体构型图
• 2.2.3 丁二烯、苯乙烯的单体立体构型图
• 2.2.4 乙烯、丙烯和第三单体ENB的单体立体构型图
• 第三章 共聚物组成及结构分析
• 3.1 丁腈、丁苯、三元乙丙橡胶的分子量及分子量分布
• 3.2 丁腈、丁苯、三元乙丙橡胶的密度测试
• 3.3 丁腈、丁苯、三元乙丙橡胶的灰分、挥发份和凝胶
• 3.4 丁腈、丁苯、三元乙丙橡胶的核磁分析测试
• 3.5 丁腈、丁苯、三元乙丙橡胶的傅里叶红外分析
• 3.6 丁腈、丁苯、三元乙丙橡胶的玻璃化转变温度测定
• 3.7 丁腈、丁苯、三元乙丙橡胶的热失重分析
• 本章小结
• 第四章 橡胶的加工性能研究
• 4.1 混炼胶测试标准配方
• 4.2 丁腈、丁苯、三元乙丙橡胶门尼粘度
• 4.3 丁腈、丁苯、三元乙丙橡胶橡胶硫化性能
• 4.4 丁腈、丁苯、三元乙丙橡胶动态力学性能（RPA）
• 本章小结
• 第五章 橡胶的产品应用性能研究与分子模拟结果对比
• 5.1 丁腈、丁苯、三元乙丙橡胶拉伸和撕裂等力学性能
• 5.2 丁腈、丁苯、三元乙丙橡胶压缩永久变形性能
• 5.3 丁腈、丁苯、三元乙丙橡胶耐油性能
• 5.4 丁腈、丁苯、三元乙丙橡胶耐磨性能
• 5.5 丁腈、丁苯、三元乙丙橡胶抗湿滑系数、脆性温度测定
• 5.6 丁腈、丁苯、三元乙丙橡胶动态压缩生热测试
• 5.7 丁腈、丁苯、三元乙丙橡胶耐热氧、臭氧老化性能
• 5.8 丁腈、丁苯、三元乙丙橡胶耐紫外线老化
• 5.9 丁腈、丁苯、三元乙丙橡胶滚动阻力
• 本章小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 导师和作者简介
• 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书