1,1-二苯基乙烯存在下甲基丙烯酸甲酯的自由基聚合研究

以偶氮二异丁腈（AIBN）为引发剂,1,1-二苯基乙烯（DPE）为添加剂,对甲基丙烯酸甲酯（MMA）的自由基聚合过程进行了研究,并通过GPC、1H-NMR、ESI-MS表征了PMMA大分子的结构。结果表明,在DPE存在下,体系在一定程度上具备可控聚合的特征：聚合物分子量随单体转化率增加而增加,分子量分布较窄;DPE用量越大,相同时间下单体转化率越低;相同单体转化率下,DPE用量越大,聚合物的相对分子质量越低。PMMA大分子主要结构为一个DPE端基的链自由基和一个PMMA链自由基间偶合终止生成的含有一个DPE单元的特征结构。     

聚氨酯/聚甲基丙烯酸甲酯/有机蒙脱土纳米复合材料的结构、形态与力学性能

将插层纳米复合技术与同步互穿聚合物网络（IPN）技术相结合,制备了聚氨酯（PU）/聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）/有机蒙脱土（OMMT）纳米复合材料.用XRD,SEM,TEM等手段并通过力学性能测试研究了该复合材料和相应的PU/PMMA-IPN材料的结构、形态和力学性能.结果表明,PU/PMMA/OMMT纳米复合材料中一部分蒙脱土以8～20nm厚、50～200nm长的片层有序地分布在聚合物基体中,形成了插层/剥离型纳米复合材料,其力学性能显著优于相应的PU/PMMA-IPN材料.OMMT易与PU/PMMA/OM-MT体系中的PU硬段及PMMA分子链形成氢键结合,使得OMMT,PU,PMMA彼此之间的相互作用加强,相容性改善,导致体系的力学性能显著提高.文中还研究了OMMA添加量、PU/PMMA质量比、过氧化二苯甲酰（BPO）添加量、二甲基丙烯酸乙二酯（EGDMA）添加量、1,4丁二醇（BDO）系数等因素对PU/PMMA/OMMT纳米复合材料力学性能的影响,获得PU/PMMA/OMMT纳米复合材料的最佳制备条件为：PU/PMMA质量比为60/40,OMMT,BPO和EGDMA添加量分别为MMA单体质量的5.0%,0.80%和2.0%,BDO系数为0.80.     

阳离子对聚合物溶液黏度损失的影响机制

研究Na^+、Ca^2+、Mg^2+等阳离子对聚合物溶液黏度的影响机制,考察不同离子质量浓度对聚合物溶液黏度的影响,利用扫描电镜对聚合物微观形貌进行分析,利用凝胶色谱-示差折光检测器对聚合物相对分子质量进行检测,采用分子动力学模拟研究阳离子对聚合物分子构型的影响。结果表明:Na^+质量浓度高于5 g/L、Ca^2+和Mg^2+质量浓度高于0.4 g/L,聚合物黏度损失超过70%;外加阳离子条件下,聚合物相对分子质量变化不大,但均方回转半径降低;阳离子导致聚合物溶液黏度降低的主要原因是阳离子与聚合物分子链内的带负电基团的静电吸引作用造成对聚合物分子链的压缩,从而使聚合物分子链卷曲、收缩。     

星型共聚高分子构象的Monte-Carlo模拟

采用非格子Monte-Carlo模拟方法对星型共聚高分子的回转半径、均方回转半径、构象和能量等随时间的演化过程进行了模拟研究,并进一步分析讨论了分支数目、分支聚合度以及分支末端链单元间相互作用对星型共聚高分子驰豫过程及其聚集态结构的影响.结果表明,稳定状态下的星型聚合物可以呈现瓜型构象.所得结果可为星型共聚高分子性质的研究提供线索.     

微压印中抗蚀剂填充行为研究

为了提高微压印的质量,改进工艺参数优化模具结构,对微压印抗蚀剂的填充行为进行了数值计算和可视化实验研究。实验在三维离焦数字粒子图像测速系统中进行,由此提取了抗蚀剂中的荧光示踪粒子的坐标,通过时间解析算法获得了示踪粒子的三维粒子场,利用粒子跟踪测试技术获得了示踪粒子的速度场。数值模拟中采用了计算流体动力学软件,同时考虑了表面张力和接触角等因素,并根据模具特征划分了不同的压印区域,以分析、预测压印模型中的抗蚀剂填充行为。研究结果显示:数值模拟与实验结果吻合较好,抗蚀剂速度最大值在模具尖角与支撑基板之间,抗蚀剂速度水平方向上的实验最大误差为6.6%,竖直方向上的最大误差为9.6%;模具侧壁下方粒子运动轨迹的演化方向决定着抗蚀剂的体积转移方向和最终的填充形貌。该结果可为深入研究微压印中抗蚀剂流动提供参考。     

物理梅化对极化聚合物取向稳定性的影响

将聚合物的物理老化引入到极化过程中，并研究了不同温度下的老化对极化聚合物取向稳定性的影响，结果表明，物理老化可以减少聚合物系统的自由体积，使发色团分子的极性方向不易发生改变，从而提高了极化聚合物的取向稳定性；老化的温度不同，所起到的作用也不同，老化温度与极化松弛时的环境温度越接近，极化衰减越慢。     

梅雨湿度锋上中尺度对流云团生成和发展的波捕获机制

提出了一个适用于梅雨湿度锋上中尺度对流系统（MCS）生成和维持的惯性重力波捕获和增长机制,并通过对一个梅雨湿度锋上的含有线性波动-CISK（第二类条件不稳定）过程的惯性重力波系统进行数值模拟加以验证．结果显示：在梅雨锋湿度锋区上引入波动CISK机制,在弱稳定条件和弱不稳定条件下,随机扰动可以触发中尺度对流系统生成和发展;随机扰动中的小尺度波动随时间衰减,中尺度波动则在湿锋区中被捕获,并得以维持和发展,从而解释了在梅雨湿度锋区上常见的中尺度对流系统发生、发展的一个重要原因．     

国内期刊亮点

正模拟良溶剂中环形高分子单链的结构与动力学特性中国科学院长春应用化学研究所陈文多等采用多粒子碰撞动力学与分子动力学耦合的模拟方法研究了环形高分子单链在良溶剂中的静态与动态性质,并与线形分子进行了对比。研究发现,环形高分子链内粒子之间的平均距离小于线形链,即粒子排列得更加紧密;相应的均方回转半径也小于线形链,线形链与环形链的均方回转半径的比值为1.77;同时,     

SiO2/PMMA无机-有机复合材料的制备与性能

以苯乙烯磺酸钠（NaSS）为离子单体,将其介入甲基丙烯酸甲酯（MMA）与正硅酸乙酯（TEOS）的原位分散聚合体系,以获得较少分散剂用量下的多功能二氧化硅/聚甲基丙烯酸甲酯(SiO2/PMMA)复合体系的单分散微球,采用XRD、SEM、TEM、FTIR、TGA和DSC对所获SiO2/PMMA复合微球进行了表征,并对其防水性能及单体合成机理进行了研究。研究结果表明：在分散聚合体系中加入正硅酸乙酯（TEOS）获得的纳米SiO2颗粒,可提高聚合物PMMA的疏水性能,且对该复合材料的透光率影响不大,仍具有很高的透明度。     

给／吸电子取代基对PPV类聚合物重组能影响的DFT研究

用密度泛函理论（density functional theory，DFF）在B3LYP／6—311G基组水平上对（PPV）4、（PPV）4-S进行结构全优化，计算得到了它们的重组能，讨论了不同给／吸电子取代基对PPV类电致发光聚合物重组能的影响．结果表明，给，吸电子取代基都使得PPV聚合物的重组能降低，性质相同的不同取代基对PPV类聚合物体系内电子离域范围影响程度不同，若取代基能参与主链轨道形成，使聚合物体系内电子离域范围增大，重组能降低更加明显，聚合物的传输速率增大；另一方面取代基的引入如果使得分子整体平面结构扭曲变形，则共轭效应相对减小，重组能降低数值减小．     

单链高分子构象的非格子 Monte Carlo 模拟

采用一种非格子 Monte Carlo 模拟方法对描述单链高分子链构象变化的2个物理量进行了数值模拟.通过计算,研究了单链高分子的均方回转半径、均方末端距以及末端距向量自相关函数随时间的演化过程.结果显示,当高分子链处于平衡状态时,其均方末端距平均值与均方回转半径平均值的比值为6.23,与理论结果吻合较好.进而又研究了单链高分子的弛豫过程, 给出了末端距向量自相关函数的弛豫时间.     

Active fluidization of polymer networks through molecular motors

Entangled polymer solutions and melts exhibit elastic, solid-like resistance to quick deformations and a viscous, fluid-like response to slow deformations. This viscoelastic behaviour reflects the dynamics of individual polymer chains driven by brownian motion: since individual chains can only move in a snake-like fashion through the mesh of surrounding polymer molecules, their diffusive transport, described by reptation, is so slow that the relaxation of suddenly imposed stress is delayed. Entangled polymer solutions and melts therefore elastically resist deforming motions that occur faster than the stress relaxation time. Here we show that the protein myosin II permits active control over the viscoelastic behaviour of actin filament solutions. We find that when each actin filament in a polymerized actin solution interacts with at least one myosin minifilament, the stress relaxation time of the polymer solution is significantly shortened. We attribute this effect to myosin's action as a 'molecular motor', which allows it to interact with randomly oriented actin filaments and push them through the solution, thus enhancing longitudinal filament motion. By superseding reptation with sliding motion, the molecular motors thus overcome a fundamental principle of complex fluids: that only depolymerization makes an entangled, isotropic polymer solution fluid for quick deformations.     

Dynamic Monte Carlo simulation of linear SAW polymer chain near a flat surface

Investigation of the conformational properties of a SAW polymer chain near an impenetrable, non-interacting flat surface showed that the chain at first contracted and orientated itself to slightly parallel when it pulled close to the surface and at last elongated and reoriented itself to slightly perpendicular to the surface at very small distance from the surface. Simulation showed that most of the disappeared configurations were of large size at moderate distance from the surface while they were of small size at very small distance from the surface; and that the mean-square end-to-end distance was much more prone to be influenced by the surface than the mean-square radius of gyration . The orientational correlation between the direction of the longest principal axis of the moment of inertia and end-to-end vector was also discussed.     

致密油藏二氧化碳吞吐有效作用半径计算方法

二氧化碳在油藏中的波及范围是评价致密油藏二氧化碳吞吐采收率的关键参数。如何计算吞吐过程中二氧化碳的波及范围已成为新的研究热点。基于二氧化碳对流扩散机理,建立二氧化碳吞吐的理论模型,通过Laplace变换方法得到理论模型的解析解,绘制二氧化碳浓度分布图版,形成一种合理计算吞吐过程中二氧化碳波及范围的新方法。在此基础上,定义二氧化碳极限作用浓度,提出二氧化碳有效作用半径的概念,并分析弥散度、分子扩散系数和注入速度对有效作用半径的影响。研究结果表明:影响致密油藏二氧化碳吞吐有效作用半径的主要因素是注入速度和分子扩散系数,弥散度对有效作用半径的影响较小。     

不同分子量聚合物溶液在多孔介质中的渗流特性研究

通过岩心流动实验,探讨了部分水解聚丙烯酰胺溶液(HPAM)在多孔介质中流动时聚合物分子量和孔隙特征参数对流动行为的影响,得到了一组反映流动参数变化规律的关系曲线。结果表明,在消除黏度效应条件下,高分子量聚合物比低分子量聚合物降低水相渗透率的能力强;聚合物分子量越高,多孔介质渗透率越低,阻力系数和残余阻力系数越大,聚合物越早突破多孔介质;当平均孔隙半径与聚合物分子尺寸之比大于4时,多孔介质的孔隙通道一般不会发生聚合物堵塞.     

分子偶极聚合物驻极体薄膜的电光效应

以主客体掺杂型分子偶极聚合物驻权体、分散红1号／聚甲基丙烯酸甲酯（DR1／PMMA）体系为例,采用偏振反射技术研究了材料的电光效应,样品用旋涂法制备,并用恒压电晕充电法极化,讨论了电光效应产生的条件,研究了材料的特性和制备工艺对电光效应的影响．     

聚合物不可入孔隙体积影响因素研究

采用双段塞法分析了部分水解聚丙烯酰胺 (HPAM)的相对分子质量、岩心孔隙分布、温度及矿化度对聚合物的不可入孔隙体积 (VIP)的影响规律。分析结果表明 ,VIP随HPAM的相对分子质量的增大而增大 ;VIP随着岩心平均孔隙半径增大、温度升高、矿化度增加而减小。在不断变化的地层条件下 ,HPAM的VIP可能出现高值的现象 ,这将严重影响聚合物驱的波及系数 ,从而使聚合物驱的原油采收率降低。     

双辊薄带连铸用结晶辊套温度场及其热变形

利用非线性热力耦合有限元方法,对浇铸过程中结晶辊辊套的温度场分布进行了研究,并同时计算出了结晶辊的热变形.给出了浇铸稳定阶段的结晶辊温度场分布和热变形规律;分析了浇铸速度对结晶辊温度场和热变形的影响.通过分析得出,在浇铸稳定阶段结晶辊温度只在表层区域发生周期性变化,内部保持基本稳定,浇铸速度越低,周期性变化幅度越大.     

壁面条件对异向锥形双螺杆挤出硬质聚氯乙烯过程的影响

 数值模拟了壁面条件对异向锥形双螺杆挤出硬质聚氯乙烯（RPVC）过程的影响。由Navier线性滑移定律确定螺杆壁面熔体所受的剪切应力与熔体滑移速度的关系,在不同壁面条件下,使用Polyflow软件的Eolution法,数值计算了异向锥形双螺杆计量段流道内RPVC熔体的体积流量和三维等温流场。结果表明,熔体在螺杆壁面无滑移时,螺杆流道内熔体速度大,速度梯度大,剪切速率等值线形状不规则,分布杂乱。当滑移系数小于104Pa·s/m时,锥形双螺杆流道内熔体的体积流量不变。当滑移系数大于104Pa·s/m时,随着滑移系数的减小,锥形双螺杆流道内熔体的体积流量增大,速度梯度减小,压力和剪切速率梯度减小,参考线上熔体压力波动减小。因此,改善壁面条件有利于提高聚合物螺杆挤出过程的稳定性,降低制品的残余应力,提高制品质量。