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倍半硅氧烷及其复合材料的分子模拟和性质

作　者: 石琴
导　师: 余鼎声
学　校: 北京化工大学
专　业: 材料学
关键词: 分子动力学模拟 倍半硅氧烷 分子模拟 复合材料 耗散粒子动力学
分类号: TB33
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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引　用: 2次
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内容摘要


通过分子动力学(MD)和耗散粒子动力学方法(DPD)研究了八苯基倍半硅氧烷(OPS)的结构和OPS在不同条件下的自组装结构和界面的表面张力。当选择刚性链段的良溶剂和柔性链段的不良溶剂体系的表面张力最小。改变溶剂的密度体系组分分布的十分均匀,但随着溶剂的增加,体系对比表面张力有所上升。在300K下,采用分子动力学和COMPASS力场相结的方法,对八氨基苯基倍半硅氧烷(OAPS)和2-噁唑啉-苯并噁嗪(POB)复合体系的进行模拟研究。得到了OAPS在复合体系中的扩散系数,径向分布函数和体系结构,并探讨了不同质量百分比的POB/OAPS复合体系的相容性和热性能。实验验证结果与模拟结果基本相符,质量百分比0.5%的POB/OAPS复合体系性能优异。利用分子动力学和COMPASS力场相结合的方法,求得OPS粒子在PP体系中的扩散系数。通过对扩散系数的分析,发现OPS粒子和PP体系有很好的相互作用,加入少量(质量比为1%)的OPS可以减小PP球晶的粒径。OPS在PP中不能正常扩散,主要以孔穴运动为主,PP/OPS体系的压力势能波动较大,推断体系在压力变化环境下的性能较差。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-15
第一章 绪论  15-37
  1.1 前言  15
  1.2 POSS及其复合材料的发展  15-19
    1.2.1 POSS发展概述  15-17
    1.2.2 POSS的应用  17-19
  1.3 苯并噁嗪树脂热稳定性和热降解研究  19-23
    1.3.1 苯并噁嗪树脂改性  20-23
  1.4 原子水平的模拟  23-26
    1.4.1 计算机实验  24-25
    1.4.2 第三种科学研究方法  25-26
  1.5 分子模拟方法  26-28
    1.5.1 量子力学法  26-27
    1.5.2 蒙特卡洛法  27
    1.5.3 分子力学法  27
    1.5.4 分子动力学法  27-28
  1.6 分子模拟的应用及发展方向  28-29
  1.7 不同结构粒子的自组装的分子模拟  29-30
  1.8 本课题研究的目的和意义  30
  1.9 本文工作  30-32
  参考文献  32-37
第二章 八苯基POSS的计算机模拟  37-53
  2.1 八苯基POSS(OPS)的结构和简介  37-38
  2.2 八苯基POSS结构的Dmol3实验  38-39
  2.3 八苯基POSS的耗散粒子动力学模拟  39-47
    2.3.1 DPD实验  39-40
    2.3.2 DPD能做什么  40
    2.3.3 DPD是如何工作的  40-47
  2.4 八苯基POSS的Amorphous Cell的计算机模拟  47-50
    2.4.1 八苯基POSS系综的动力学模拟(MD)  47-50
  2.5 八苯基POSS系综X衍射和中子散射模拟  50-51
  2.6 本章小结  51-52
  参考文献  52-53
第三章 2-噁唑啉-苯并噁嗪化合物/八氨基POSS复合材料的分子模拟和性质  53-63
  3.1 前言  53
  3.2 实验方法及过程  53-55
    3.2.1 结构搭建  53-54
    3.2.2 模拟过程  54-55
    3.2.3 POB和OAPS复合材料制备  55
    3.2.4 表征测试  55
  3.3 结果和讨论  55-61
    3.3.1 体系结构  55-56
    3.3.2 体系的径向分布函数  56-58
    3.3.3 八氨基苯基POSS的运动  58-59
    3.3.4 POB/OAPS复合材料的热性能研究  59-61
  3.4 本章小结  61-62
  参考文献  62-63
第四章 聚丙烯/八苯基POSS的分子模拟  63-73
  4.1 前言  63
  4.2 实验方法及过程  63-65
    4.2.1 结构搭建  64
    4.2.2 模拟过程  64-65
  4.3 结果与讨论  65-69
    4.3.1 体系结构  65-66
    4.3.2 体系的径向分布函数  66-68
    4.2.3 八苯基POSS的运动  68-69
  4.4 本章小结  69-70
  参考文献  70-73
第五章 结论  73-75
致谢  75-77
研究成果及发表的学术论文  77-79
作者及导师简介  79-80
附件  80-81

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 复合材料
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