乙烯-乙烯醇共聚物的性能及应用

介绍了乙烯－乙烯醇共聚物（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ－ＶｉｎｙｌＡｌｃｏｈｏｌＣｏｐｏｌｙｍｅｒｓ或ＥＶＡＬ）的制备方法、结构特点、性能及主要应用领域。并对其结构与性能之间的关系进行了分析。     

锂离子在石墨、MoS2及其复合材料中扩散过程的分子模拟及量子力学研究

锂离子在电极材料中的传递性能对电池的充放电速率起着至关重要的作用.采用非平衡态分子动力学(NEMD)方法,模拟了充电过程中锂离子在石墨 、MoS2及其复合材料(G/MoS2)中的迁移过程,考察了锂离子的非平衡态扩散时间、平衡态扩散系数(D)和吸附能,探究了石墨、MoS2层间距及边缘结构对锂离子扩散的影响.计算结果表明:...     

湍流和分子扩散对大气重力波翻转时间影响的模拟研究

重力波翻转意味着对流不稳定并伴随有非线性的波流相互作用,这是重力波改变背景大气结构的重要途径之一.利用自主建立的模拟重力波非线性传播过程的二维数值模式,研究了重力波的翻转时间(重力波发生对流不稳定时的持续时间)对湍流和分子扩散的依赖关系.模拟结果表明,翻转时间随着湍流扩散系数的增加而减小.通过与三维数值模式模拟的重力波翻转时间进行比较,适当调整湍流扩散系数,使得从二维模式得到的翻转时间与从三维模型得到的翻转时间具有可比性,从而得到湍流扩散系数的最优值.分子扩散从低热层开始,以指数形式增大,从而能够有效地耗散掉小尺度波动并使得重力波能够更快地恢复到稳定状态.     

分子动力学模拟液态硅的扩散性质

运用分子动力学方法模拟液态硅的扩散性质,结果表明液态硅中密度的变化并未引起液态硅扩散常数明显规律变化;液态硅扩散常数随温度的变化则可以用Arrhenius经验式较好地拟合,由此得到的扩散指数前因子为30.8×10-3cm2@s-1,激活能为0.92eV,二者的数值与其它方法的结果相比均偏大,表明由Tersoff势得到的原子间相互作用大于真实系统中硅原子间的相互作用.     

双分子反应扩散系统中化学波的数值模拟

采用理论分析和数值模拟研究双分子反应扩散系统中的化学波。建立该系统的理论模型,给出系统的动力学分析、存在化学波的必要条件化学波波速的最小值,并用数值方法模拟不同参数情况下反应物和催化剂的浓度分布波形。     

聚丙烯/乙烯-乙烯醇共聚物相容体系的结晶行为

以聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)为相容剂,乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)共混改性聚丙烯(PP),研究在不同相容剂含量下,EVOH对PP基体结晶行为的影响,分析PP/EVOH相容体系的等温结晶动力学,阐明PP/EVOH相容体系中PP相的成核与结晶过程。结果显示：EVOH具有异相成核结晶作用,PP/EVOH相容体系成核温度增加6℃左右;体系加入2 wt%的PP-g-MAH后,纯PP的活化能|ΔE|由392 kJ/mol降低至329 kJ/mol,并随着PP-g-MAH含量增加逐渐增大;加入PP-g-MAH后,体系中PP相的Avrami指数n值由2.21±0.04最高增加至2.80±0.17,表明PP晶体由二维生长转变为三维生长模式;PP/EVOH相容体系的半结晶时间■进一步缩短,但随着PP-g-MAH含量增加逐渐增大。     

并行计算在分子模拟中的应用

简要介绍了并行计算机的发展背景，结合网络中心搭建的Linux cluster并行机说明了此类并行机的基本架构。对三款常用的并行分子模拟软件进行了评述，比较了不同架构并行机的运行效率。对其中一款软件在此并行机上进行了实测，并对并行机和分子模拟软件的发展进行了合理的预测。     

乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)性能 及发展现状

介绍了乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)的性能、用途、生产技术及发展前景。针对国内目前EVOH树脂供需矛盾突出、市场空间巨大的现状,提出加速开发EVOH生产技术、早日实现国产化的建议。     

纳米单晶氩扩散性质的分子动力学模拟

采用分子动力学(MD)方法对纳米单晶氩的扩散性质进行了模拟研究。采用L-J12-6势函数描述氩原子势,半步长的Leap-frog算法求解运动方程,Berendsen热浴法调温,P-R方法调压,在充分弛豫后进行扩散模拟的时间为100 ps,计算得到了10个恒定温度下原子均方位移(MSD)与时间(t)的关系曲线。根据MSD-t曲线特点,分为初始阶段和稳态阶段2个阶段进行数据处理。利用Einstein关系求出了稳态阶段的扩散系数D,由Arrhenius表达式求出了纳米单晶氩的稳态扩散常数D0为0.100 004 509 m2/s、稳态扩散激活能Q为4.848 81×10-21J。     

分子动力学模拟乙醇／水二元混合物的扩散性质

采用分子动力学方法模拟乙醇／水混合物的扩散性质．模拟中乙醇分子采用点点刚性模型,水分子采用TIP4P模型,在全浓度范围内计算乙醇和水的自扩散系数,分别与实验值和文献的MD模拟值比较．水溶液中,水的自扩散系数描述为结合水分子和自由水分子的综合贡献．计算结果表明,我们采用的乙醇和水的模型对正确描述乙醇／水混合物扩散性质是可行的．     

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物对含蜡原油降凝效果评价

以长庆、青海含蜡原油为研究对象,考察乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(简称EVA)降凝剂对含蜡原油的降凝效果.利用DSC热分析仪和偏光显微镜考察加剂前后含蜡原油的结晶特性和原油中的蜡晶形貌,并通过凝点和流变试验评价EVA降凝剂对含蜡原油的降凝效果.结果表明:随着分子量的增大,EVA结晶性能稍有提高;随着极性基团含量的提高,EVA结晶性能显著恶化.EVA降凝剂对含蜡原油的降凝效果与原油组成和降凝剂结构有关:随着原油中蜡含量的增大或蜡平均碳数的提高,降凝剂的降凝效果变差;降凝剂的分子量通过影响其在原油中的溶解性来影响降凝效果;EVA极性基团含量过高(大于33 %)或过低(小于18 %)都不利于降凝,只有在中间范围内时(28 %左右),才能起到较好的降凝效果;随着EVA浓度的提高,改性效果先不断提高,然后在高浓度下基本保持不变.     

水泥基复合材料湿度扩散特性细观数值模拟研究

运用Weibull统计分布方法描述材料的非均匀性,并结合质量扩散与统计分布理论建立了水泥基复合材料湿度扩散的细观数值模型.对水泥基复合材料内湿度变化规律的数值模拟研究表明：砂浆的湿度场不仅受温度的影响,还受到湿度本身的影响,湿度和温度的升高对湿度的扩散具有加速作用.砂浆的细观非均匀性对湿度扩散影响显著.试样的均匀程度越低,其内包含的孔隙就越多,这有利于湿度的扩散;反之,如果试样的均匀程度越高,则越不利于湿度的扩散.砂浆试样的宏观有效湿度扩散系数随Weibull分布函数中均质度系数的增加呈负指数衰减趋势.在混凝土中,骨料颗粒占有较高的体积分数,而其湿度扩散性能却较低,这在一定程度上降低了混凝土的宏观湿度扩散性能.研究结果表明,混凝土的湿度扩散系数随其骨料含量增加基本呈线性递减变化关系.     

L-J流体扩散系数的分子动力学模拟

采用分子动力学(MD)模拟的方法,计算了模型流体氩及氩／氪溶液的自扩散系数和互扩散系数．计算结果表明,对不同状态下氩的自扩散系数的计算与实验结果符合较好,误差在10％左右;采用Green-Kubo法和Einstein法计算的扩散系数相等．氩／氪溶液的理想性较好,由径向分布函数计算得到热力学因子Q的数值为1．03。     

有机蒸气-空气扩散系数的分子动力学模拟

气体扩散系数是一个重要的传质基础数据,基于分子模拟理论,利用分子模拟软件Materials Studio 7.0对部分有机蒸气-空气扩散系数,包括正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷,进行分子动力学模拟,建立气体分子结构模型,构建晶胞,经弛豫、分子动力学运行后,对平衡体系进行分子动力学运行和分析,得到气体分子的均方位移曲线。输出相关数据并计算扩散系数,然后分析分子量及体系温度对模拟结果的影响情况,同时将扩散系数模拟值与实测值进行对比分析,从而验证了该方法的可行性。     

分子动力学模拟烷烃链条数对其在氧修饰石墨烯纳米孔中迁移的影响

为了分析高分子在纳米孔中迁移问题,更好地为纳米器件的设计提供理论支持,采用分子动力学方法模拟了一系列链条数不同的烷烃分子在氧修饰石墨烯纳米孔中的钻孔,研究了链条数N对钻孔条数的影响,给出了均方位移MSD和扩散系数D随N变化的规律.研究结果表明:穿孔条数随着链条数的增加上升明显,但当链条数多到一定程度后,穿孔烷烃数较为缓慢地下降.     

弥散供氧流动特性及其富氧效果

研究了大空间局部圆形出氧口弥散供氧流动特性及其富氧效果.弥散供氧轴向最大速度和氧气轴向最大浓度均随轴向距离增加而衰减,且在轴向x=0~0.6 m范围内具有很大速度梯度和浓度梯度.不同出流速度下弥散形成的富氧区域形状是相似的,较小管径下富氧区域下游的浓度轮廓更接近“半椭圆”形,弥散范围更大;拟合得到富氧区域外边界扩展半宽度随轴向距离变化的关系式及富氧面积随出流流量变化的关系式.相同流量的富氧采用双出氧口弥散形成的富氧面积比单出氧口弥散形成的富氧面积减少约10%;相同流量的富氧以6 mm管径弥散形成的富氧面积比8 mm管径的富氧面积增加约10%.     

单层石墨烯温度效应的分子动力学模拟

在不同温度条件（0 K-3000K）下,采用AIREBO势函数对单层石墨烯薄膜的弛豫性能和拉伸性能进行分子动力学模拟,研究单层石墨烯在弛豫过程中温度效应对其原子结构的影响以及单层石墨烯在拉伸过程中力学性能与温度效应的关系.研究结果表明：单层石墨烯的弛豫性能和拉伸性能均对温度具有很强的依赖性.理想状态下,单层石墨烯的弛豫是一个原子结构的动态平衡过程,随着温度升高,石墨烯稳定性降低,弛豫过程中原子的波动起伏变得不规则和剧烈起来.在温度从0K上升到3000K的过程中,单层石墨烯的拉伸强度、拉伸极限应变和弹性模量值均呈现下降趋势,且锯齿型石墨烯的弹性模量对温度的依赖程度比扶手椅型大,薄膜的拉伸随温度变化表现出不同的破坏形态.     

混凝土中氯离子扩散纳米通道紧缩性和曲折性影响的分子动力学模拟

结合宏观和微观模型研究了混凝土中纳米通道紧缩性和曲折性对氯离子扩散系数的影响.采用分子动力学方法模拟了氯离子在纳米通道中的输运过程,给出了紧缩性和曲折性影响输运过程的微观机理,结合宏观Fick定律统计分析了模拟结果,得出了紧缩性和曲折性对氯离子扩散系数的影响程度.结果表明,通道壁面结合氯离子影响孔隙液中的粒子分布,使得壁面附近形成吸附自由氯离子的正电层,降低了氯离子的扩散速度;结合氯离子浓度越大,氯离子扩散系数越小.同时,通道壁面原子作用势影响孔隙液中粒子的分布,在壁面附近形成有序的粒子层;通道宽度越大,氯离子扩散系数越大.曲折的通道会强制改变氯离子的输运方向,降低氯离子的扩散系数.     

Molecular dynamics simulation of ethene adsorption, polarization and diffusion in three kinds of zeolites

Molecular dynamics (MD) simulation was performed to study ethene adsorption, polarization and diffusion in orthorhombic and monoclinic MFI and H[AI]ZSM-5 at 300 K. The results show that the interaction between ethene molecule and orthorhombic MFI is the strongest. Ethene molecules possess relatively low energy in the lattice of orthorhombic MFI. The existence of Al and Bronsted H atoms in the framework of H[AI]ZSM-5 can lower the energy of adsorbed ethene molecules. At the edges of intersections of channels, especially those near Al sites, ethene molecules are polarized most. Ethene molecules prefer the locations at the centers of channel intersections. The diffusion coefficients of ethene in the lattices of orthorhombic, mono-clinic MFI and H[AI]ZSM-5 are 2.7 × 10-9, 2.1×10-9, 1.6 × 10-9 m2·s-1, respectively. The infrared spectrum of ethene in the framework of H[AI]ZSM-5 shows five vibration peaks ( v10, v7, vl2, v11 and v9), which is consistent with the experimental result.     

混凝土氧气扩散系数试验研究

为了确定混凝土材料氧气扩散系数和混凝土水灰比、环境相对湿度及环境温度的关系,根据Fick扩散定律的基本原理,研制了混凝土氧气扩散系数测试装置.利用该装置,进行了上述3种因素对混凝土氧气扩散系数影响效果的正交试验研究.结果表明,环境相对湿度对混凝土氧气扩散系数影响最明显,混凝土水灰比次之,环境温度的影响最后.根据试验结果,利用SPSS统计分析软件得到了混凝土氧气扩散系数和混凝土水灰比、环境相对湿度和环境温度相互关系的预计模型,为钢筋锈蚀的定量评价中合理确定混凝土氧气扩散系数提供了科学依据.