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毛细管中聚乙烯熔体流动的数值模拟与实验

高分子材料科学与工程 2021年第7期37卷 131-138页

作者：卢京王伟青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室/山东省橡塑材料与工程重点实验室山东青岛266042

分别采用2种微分型黏弹性本构模型——DCPP模型和S-MDCPP模型模拟了线型低密度聚乙烯熔体在毛细管中的流动情况,并与实验结果作比较。为了保证数值计算的稳定性,采用离散的弹性黏性应力分裂方法(DEVSS)/迎风流线方法(SU)在动量方程中引... 详细信息

分别采用2种微分型黏弹性本构模型——DCPP模型和S-MDCPP模型模拟了线型低密度聚乙烯熔体在毛细管中的流动情况,并与实验结果作比较。为了保证数值计算的稳定性,采用离散的弹性黏性应力分裂方法(DEVSS)/迎风流线方法(SU)在动量方程中引入椭圆型算子,并抑制高Weissenberg数下的对流占优情况。一种改进的FIC方法被引入构造出压力稳定型分步算法来实现速度、压力、应力的等低阶线性插值计算黏弹性流动问题。结果表明,2种模型预测的挤出胀大比、速度、压力、应力及主链拉伸程度分布吻合较好,S-MDCPP模型所采用的等低阶线性单元插值方式和压力稳定的迭代分步算法是可靠的;另外,还采用2种模型预测了不同剪切速率下线型低密度聚乙烯熔体的挤出胀大比和挤出压力,并与实验结果作比较,发现在低剪切速率的时候,吻合程度较好。

关键词：线型低密度聚乙烯黏弹性流动本构模型数值模拟

收缩微流道中高分子溶液流动行为的数值模拟与实验

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高分子材料科学与工程 2022年第12期38卷 71-77,84页

作者：王林林王伟青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室/山东省橡塑材料与工程重点实验室山东青岛266042

利用实验与数值模拟相结合的方法,研究了质量分数为0.3%的聚氧化乙烯(PEO)水溶液在4:1收缩微流道中的流动行为。进行数值模拟时,借助有限元分析软件Polyflow,采用指数型Phan-Thien-Tanner(PTT)本构模型,分别对PEO水溶液在Weissenberg数... 详细信息

利用实验与数值模拟相结合的方法,研究了质量分数为0.3%的聚氧化乙烯(PEO)水溶液在4:1收缩微流道中的流动行为。进行数值模拟时,借助有限元分析软件Polyflow,采用指数型Phan-Thien-Tanner(PTT)本构模型,分别对PEO水溶液在Weissenberg数分别为5.9,7.2,8.1和9.8时和在4:1直角收缩微流道、4:1圆弧过渡收缩微流道中的流变行为进行了模拟分析。结果显示,实验结果与数值模拟结果的吻合较好,表明PTT本构模型能够很好地预测PEO水溶液在4:1收缩微流道中的流变行为。此外,还讨论了Weissenberg数和流道的几何形状对微流动行为的影响,随着Weissenberg数的增大,PEO水溶液的流速、压力和应力也随之增大,而圆弧过渡收缩口可以有效地避免涡流流动,提高挤出流场的稳定性。

关键词：聚氧化乙烯水溶液收缩微流道微流控实验本构模型数值模拟

高反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶的结构表征及其在轿车轮胎子口护胶中的应用研究

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高分子学报 2015年第12期25卷 1387-1395页

作者：王浩邹陈贺爱华山东省烯烃催化与聚合重点实验室橡塑材料与工程教育部重点实验室青岛科技大学高分子科学与工程学院青岛266042

采用逐步等温结晶分级法对高反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶(TBIR)进行分级并对各级份进行了结构与组成表征.结果表明,TBIR-20为丁二烯单元无规分布、异戊二烯嵌段形成结晶的共聚物,TBIR-40为含TPB嵌段、TPI嵌段的共聚物;TBIR应用于... 详细信息

采用逐步等温结晶分级法对高反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶(TBIR)进行分级并对各级份进行了结构与组成表征.结果表明,TBIR-20为丁二烯单元无规分布、异戊二烯嵌段形成结晶的共聚物,TBIR-40为含TPB嵌段、TPI嵌段的共聚物;TBIR应用于轮胎子口护胶,可使混炼胶结晶度、格林强度和硬度增大,硫化速度加快;含TBIR的共混硫化胶的其他性能保持不变,压缩温升显著降低,耐磨耗性能和耐老化性能明显提高;DMA结果表明NR与TBIR的相容性优于BR,TEM结果表明并用TBIR后硫化胶中炭黑分散性更好.在轿车子午线轮胎子口护胶中应用20份左右的TBIR,其他力学性能保持在较高水平的同时,耐磨性、耐曲挠和耐老化性能显著提高,压缩温升明显降低.

关键词：反式-1,4-,丁二烯异戊二烯共聚物轮胎子口护胶

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聚丁烯及聚丁烯合金的溶液等温结晶行为研究

高分子学报 2018年第6期28卷 765-772页

作者：邹义刘晨光贺爱华山东省烯烃催化与聚合重点实验室橡塑材料与工程教育部重点实验室青岛科技大学高分子科学与工程学院青岛266042

研究了聚丁烯-1(PB-1)及聚丁烯合金(PBA)中PB-1的溶液等温结晶行为.测定了PB-1在正庚烷溶剂中的溶解度曲线,采用膨胀计法研究了PB-1和PBA中PB-1组分的溶液等温结晶动力学.研究发现,等温结晶温度的升高会降低PB-1的结晶速率,但不影响PB-... 详细信息

研究了聚丁烯-1(PB-1)及聚丁烯合金(PBA)中PB-1的溶液等温结晶行为.测定了PB-1在正庚烷溶剂中的溶解度曲线,采用膨胀计法研究了PB-1和PBA中PB-1组分的溶液等温结晶动力学.研究发现,等温结晶温度的升高会降低PB-1的结晶速率,但不影响PB-1在溶液中的结晶成核方式;PBA中PB-1组分的溶液等温结晶速率更快,聚丙烯(PP)组分的存在改变了PB-1的结晶成核方式.示差扫描量热仪(DSC)和广角X射线衍射仪(WAXD)测试表明PB-1的溶液等温结晶形成I′和III晶型,结晶温度的提高与PP组分的存在都会促进PB-1晶型III的产生.

关键词：聚丁烯聚丁烯合金溶解度溶液结晶等温结晶动力学

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电磁屏蔽用聚合物基碳纳米复合材料的构筑

功能材料 2021年第4期52卷 4090-4097,4104页

作者：崔健郑圆圆王利兵赵帅青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室&山东省橡塑材料与工程重点实验室高分子科学与工程学院山东青岛266042

随着通信技术和电子设备的迅速发展,电磁污染已经影响到电子设备正常运行和人类生命安全。因此,开发电磁屏蔽材料具有重大的科学意义。近几年,聚合物基碳纳米复合材料在电磁屏蔽领域迅猛发展,表现出诸多优异的性能,引起学术界的广泛关... 详细信息

随着通信技术和电子设备的迅速发展,电磁污染已经影响到电子设备正常运行和人类生命安全。因此,开发电磁屏蔽材料具有重大的科学意义。近几年,聚合物基碳纳米复合材料在电磁屏蔽领域迅猛发展,表现出诸多优异的性能,引起学术界的广泛关注。基于本课题组在电磁屏蔽领域的认识和研究,简要介绍了电磁屏蔽原理和聚合物基碳纳米复合材料的制备方法,重点介绍了回填法制备聚合物基碳纳米复合材料的研究进展,最后对电磁屏蔽材料未来的发展趋势和应用提出了展望。

关键词：纳米复合材料碳纳米管石墨烯

硅烷类外给电子体对丙烯-丁烯序贯聚合的调控作用

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高等学校化学学报 2022年第10期43卷 211-219页

作者：周成思赵远进韩美晨杨霞刘晨光贺爱华青岛科技大学高分子科学与工程学院橡塑材料与工程教育部重点实验室山东省烯烃催化与聚合重点实验室青岛266042 青岛科技大学化工学院计算机与化工研究所青岛266042

外给电子体(ED)作为负载型Ziegler-Natta催化剂的一个重要组分,在影响α-烯烃的催化活性及聚合物的立构规整性方面发挥着重要作用.本文研究了4种不同结构及电子密度的硅烷类外给电子体[二甲基二甲氧基硅烷(D1)、二丁基二甲氧基硅烷(D2)... 详细信息

外给电子体(ED)作为负载型Ziegler-Natta催化剂的一个重要组分,在影响α-烯烃的催化活性及聚合物的立构规整性方面发挥着重要作用.本文研究了4种不同结构及电子密度的硅烷类外给电子体[二甲基二甲氧基硅烷(D1)、二丁基二甲氧基硅烷(D2)、二苯基二甲氧基硅烷(D3)及二环戊基二甲氧基硅烷(D4)]对丙烯均聚及丙烯(一段)-丁烯(二段)序贯聚合的影响.结果表明,ED对烯烃聚合的催化活性、活性中心数及活性中心定向能力都具有显著的影响.密度泛函理论(DFT)模拟计算表明,随着ED的空间位阻和电子密度增加,ED在MgCl_(2)表面的吸附能降低,吸附稳定性降低;ED的空间位阻和电子密度增加有利于提高丙烯聚合活性中心的定向能力,当n(D4)/n(Ti)=20时,合成的聚丙烯(PP)中的等规聚丙烯(iPP)组分含量达到92.8%.当n(ED)/n(Ti)=15时,丙烯聚合的聚合速率常数达到最大值;具有更大空间位阻和电子密度的ED使得丙烯-丁烯序贯聚合的活性中心具有更强的定向能力,ED对丁烯(二段)聚合活性及聚丙烯/聚丁烯合金(PBA)中等规聚丁烯(iPB)组分的熔点影响更显著.

关键词： Ziegler-Natta催化剂外给电子体密度泛函理论模拟计算聚丙烯合金

电子束辐射硫化SBR／SiO2复合材料的性能

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高分子材料科学与工程 2009年第5期25卷 154-156页

作者：王庆国黄兆阁青岛科技大学高分子学院、橡塑材料与工程教育部重点实验室山东青岛266042

与硫磺硫化、过氧化物硫化相比,电子束辐射硫化(辐射剂量200kGy)的SBR/SiO2复合材料具有最大的拉伸强度和撕裂强度。核磁交联密度测定仪测试表明,电子束辐射硫化、硫磺硫化、过氧化物硫化的SBR/SiO2复合材料的交联密度分别为15.6×10-5m... 详细信息

与硫磺硫化、过氧化物硫化相比,电子束辐射硫化(辐射剂量200kGy)的SBR/SiO2复合材料具有最大的拉伸强度和撕裂强度。核磁交联密度测定仪测试表明,电子束辐射硫化、硫磺硫化、过氧化物硫化的SBR/SiO2复合材料的交联密度分别为15.6×10-5mol/cm3、11.7×10-5mol/cm3和24.4×10-5mol/cm3;随着交联密度的增大,SBR/SiO2复合材料的硬度增大,扯断伸长率减小。O3老化试验表明,电子束辐射硫化SBR/SiO2复合材料具有优良的耐臭氧老化性能,O3老化后的拉伸强度和扯断伸长率下降幅度很小;硫磺硫化SBR/SiO2复合材料的耐臭氧老化性能较差,O3老化后的拉伸强度和扯断伸长率大幅度下降。

关键词： SBR/SiO2复合材料电子束辐射硫化耐臭氧性

磷系阻燃剂的微胶囊化及其在聚合物中的应用研究进展

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高分子材料科学与工程 2017年第1期33卷 173-178页

作者：杜吉玉杜宁吴宁晶青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室/山东省橡塑重点实验室山东青岛266042

磷系阻燃剂是阻燃效率较高的一类无卤阻燃剂,但同时存在易吸水,与基体相容性差,热稳定性不好等缺点。微胶囊化是近年来克服这些缺点的有效途径。通过分子设计不同的囊壳对阻燃剂进行微胶囊化改性,不仅可以改善阻燃剂的物理性质,还可以... 详细信息

磷系阻燃剂是阻燃效率较高的一类无卤阻燃剂,但同时存在易吸水,与基体相容性差,热稳定性不好等缺点。微胶囊化是近年来克服这些缺点的有效途径。通过分子设计不同的囊壳对阻燃剂进行微胶囊化改性,不仅可以改善阻燃剂的物理性质,还可以提高阻燃材料的阻燃性能。文中介绍了三聚氰胺-甲醛树脂、聚氨酯、环氧树脂、有机硅以及纤维素等不同囊壳材料对微胶囊化的阻燃剂及阻燃复合材料性能的影响,研究表明微胶囊化改性后的阻燃剂的耐水性、热稳定性与基体的相容性以及阻燃材料的力学性能均得到有效的提高。

关键词：磷系阻燃剂微胶囊化囊壳阻燃

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高性能超韧聚乳酸共混物的研究进展

高分子材料科学与工程 2018年第10期34卷 178-183,190页

作者：夏明凤杨月付国良吴宁晶青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室/山东省橡塑重点实验室山东青岛266042

聚乳酸(PLA)具有优异的可生物降解性、生物相容性及力学强度和加工性能,被认为是最具有工业化应用前景的绿色生物基高分子材料。但聚乳酸材料性脆、结晶速率慢和耐热温度低等缺点限制了其发展与应用。近些年,通过在聚乳酸中添加功能性... 详细信息

聚乳酸(PLA)具有优异的可生物降解性、生物相容性及力学强度和加工性能,被认为是最具有工业化应用前景的绿色生物基高分子材料。但聚乳酸材料性脆、结晶速率慢和耐热温度低等缺点限制了其发展与应用。近些年,通过在聚乳酸中添加功能性反应单体、与韧性高分子进行反应共混以及与弹性体、橡胶实现原位动态硫化等不同方式对聚乳酸进行改性,研制了一系列高性能超韧聚乳酸共混物。由于聚乳酸在共混过程中的原位反应增容可以大幅度地提高聚乳酸共混组分间的界面相容性,并通过有效控制聚乳酸共混物组成与形态结构,制备出性能优异的超韧聚乳酸共混物。

关键词：聚乳酸超韧冲击强度增容作用相态