聚丙烯/乙烯-1-辛烯共聚物相结构的表征与计算机模拟

论文题目: 聚丙烯/乙烯-1-辛烯共聚物相结构的表征与计算机模拟

论文类型: 硕士论文

论文专业: 材料学

作者: 于秀艳

导师: 许鑫华

关键词: 共混,相分散,傅立叶变换,介观动力学模拟

文献来源: 天津大学

发表年度: 2005

论文摘要: 通过实验测试和计算机模拟两方面对PP/POE共混体系的相结构及其演化规律进行了研究。在哈克流变仪的双螺杆挤出机上在3个取样点在线取样,通过扫描电镜对不同共混组成、剪切速率的相形态及其演变过程进行研究,并计算出分散相平均粒径及其分布。定义相应的标度函数,研究了不同加工条件下的分散相演变的自相似性,在无标度区域采用分形维数来表征分散相的分散程度。由于相差显微镜图像的傅立叶变换谱图与光散射图像有很好的对应关系,引入光散射的相结构参数Q、L1、ac　,表征不同共混条件下体系的相形态。采用小角X光散射研究不同共混组成下,体系的相界面情况和分散相形态。结果表明:随POE含量的增加,分散相POE颗粒的体积和数量都有所增加,分散相颗粒呈类似球状或椭球状分布在PP连续相中,相分散过程包括分散相颗粒的破碎和小颗粒碰撞归并两个动态过程。当剪切速率较小时,分散过程中以分散相颗粒的破碎为主,剪切速率较大时,分散初期很短的时间里,分散相在高剪切作用下,迅速破碎成较小颗粒,以后的阶段小颗粒高速运动碰撞归并成较大颗粒,直到平衡。采用介观动力学方法对PP/POE共混体系的相容性进行研究。采用珠子代替一个重复单元或分子片段,用由珠子组成的高斯链代替真实分子链,真实分子链的特性反映在珠子的性质上,例如:珠子的溶解度参数,珠子体积和自扩散系数等。模拟得到等密度图、自由能密度和有序度参数来表征共混体系的相容性。结果表明:体系在453K时,POE含量为10%和90%时为部分相容,其余组成为相分离。在温度升高的过程中,体系有相分离过渡到部分相容。

论文目录:

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 聚合物共混相形态的基本理论

1.1.1 聚合物共混分散理论

1.1.2 聚合物共混相容性的热力学基础

1.2 聚合物共混相形态的表征方法

1.2.1 光学、电子显微镜

1.2.2 光散射方法

1.3 傅立叶变换在共混聚合物相结构表征中的应用

1.3.1 傅立叶变换原理

1.3.2 相差图像傅立叶变换与小角光散射图像对应关系

1.3.3 傅立叶变换在高聚物体系中的应用

1.4 分形理论

1.4.1 分形维数

1.4.2 无标度区

1.4.3 计算维数的方法

1.5 PP/POE 体系的研究现状

1.5.1 原料简介

1.5.2 主要研究成果

1.6 介观层次上的计算机模拟现状

1.6.1 介观的概念及介观体系

1.6.2 介观体系的研究方法

1.6.3 介观体系的研究现状

1.7 论文工作的提出

第二章 实验部分

2.1 原料和设备

2.1.1 实验原料

2.1.2 仪器与设备

2.2 实验步骤

2.3 结构形貌表征

2.3.1 扫描电子显微镜（SEM）观察

2.3.2 相差显微镜照片分析

2.3.3 小角X 射线散射分析

第三章 PP/POE 共混体系相结构研究

3.1 扫描电镜研究PP/POE 共混体系的相结构

3.1.1 PP/POE 共混体系相结构与组成的关系

3.1.2 PP/POE 共混体系相结构与剪切速率的关系

3.1.3 PP/POE 共混体系的相结构与共混时间的关系

3.2 相差显微镜研究PP/POE 共混体系的相结构

3.2.1 PP/POE 共混体系相结构与组成的关系

3.2.2 PP/POE 共混体系相结构与剪切速率的关系

3.2.3 PP/POE 共混体系的相结构与共混时间的关系

3.3 本章小结

第四章 PP/POE 共混体系的X 射线散射及力学性能研究

4.1 聚合物共混体系的小角x-ray 散射

4.2 不同组成的PP/POE 共混体系的X 射线小角散射分析

4.2.1 散射光强随散射角的变化分析

4.2.2 PP/POE 共混体系的Porod 曲线分析

4.2.3 PP/POE 共混体系的Porod 指数分析

4.2.4 PP/POE 体系的分散相平均粒径的计算

4.3 本章小结

第五章 介观动力学模拟结果及其分析

5.1 介观动力学模拟原理介绍

5.2 模拟参数的设定

5.3 共混组成对相分离的影响

5.4 共混温度对相分离的影响

5.5 剪切速率对相分离的影响

5.6 本章小结

第六章 全文主要结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢

发布时间: 2007-04-17

参考文献

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