一、自由基引发的凝胶化反应的Monte Carlo模拟（论文文献综述）
曹洪涛[1]（2020）在《自增强氰酸酯材料的制备与性能研究》文中进行了进一步梳理热固性树脂作为一种适应性很强的材料,从可再生能源领域的风力涡轮叶片到航空航天高强度复杂的结构部件,目前在许多工程化领域处于研究的前沿位置。作为热固性树脂的代表之一,双酚A氰酸酯（BisphenolA dicyanate,BADCy）树脂由于具备更加优异的综合性能,使其作为继环氧树脂（Epoxy resin,EP）、双马来酰亚胺（Bismaleimide,BMI）树脂之后发展而起的新型高性能热固性树脂。由于氰酸酯树脂具有较好的力学性能、易加工、低吸湿率、低收缩率和良好的介电性能等特点,还被广泛地用作碳纤维增强树脂基复合材料的基体。然而,同其他热固性树脂一样,氰酸酯树脂作为材料使用时也存在不可避免的缺点,即固化反应形成的三维交联网络结构错综复杂以及交联密度较高导致材料的强度和韧性较理论上降低,宏观表现为材料变脆,这严重限制了其在一些特定领域范围的使用。本文结合纳米复合材料的优势以及热塑性自增强复合材料的概念,提出针对于热固性树脂改性的新思路,即自增强氰酸酯材料,实现氰酸酯树脂固化过程中微观结构的调控与宏观性能的统一。1.利用沉淀聚合法,以氰酸酯单体为原料,二甲苯为溶剂,在乙酰丙酮锌和壬基酚的共同催化下,成功制备了 BADCy聚合物纳米粒子。根据表征结果显示,制备的BADCy聚合物纳米粒子具有三嗪环结构的同时,表面仍然具有活性反应官能团,可以继续与氰酸酯基体发生反应。2.以制备的BADCy纳米粒子为增强相,按不同质量分数比,均匀地分散在氰酸酯预聚体中,制备了一系列自增强氰酸酯材料。相比于纯氰酸酯材料,自增强氰酸酯材料的力学性能、热性能、介电性能和疏水性得到不同程度的改善。3.利用改进后的Avrami方程分析固化过程的微观机理。通过得到的一系列动力学参数,表明改进后的Avrami方程可以较好地描述BADCy固化过程中凝胶粒子的形成和生长。分别从热力学和动力学的角度分析了固化历程。此外,非等温条件下的Arrhenius方程也很好地解释了固化过程中控制因素的改变。4.基于光纤光栅传感器与多路通道数据记录仪的联用,监测纯BADCy体系与自增强体系在固化过程中发生的应变随温度和时间的变化关系。结果表明BADCy纳米粒子的加入可以降低固化过程中的内应力。因此,自增强氰酸酯材料具有更加优异的尺寸稳定性。
王倩倩[2]（2020）在《分批投料模式下多元自缩合乙烯基聚合体系的统计特征》文中研究指明超支化高分子因其具有独特的结构和性质成为了近年来高分子领域研究的热点问题。目前,有关超支化高分子的基础研究和应用技术两方面均已取得了显着进展,从而使其步入到大规模的生产和应用阶段。事实上,一锅法的大规模生产中容易出现反应量较多和聚合反应较快的情况,进而导致发生局部爆聚或化工安全事故等问题。分批投料模式不仅能通过调节投料量实现热量控制,还能利用投料细节等对聚合物的分子量分布和组成进行调控,进而实现聚合物的可控聚合。因此,研究分批投料模式下超支化高分子的聚合反应过程具有重要的现实意义。本文利用Monte Carlo模拟方法对不同分批投料模式下的两类加核自缩合乙烯基聚合体系进行研究,分别考察了投料方式、引发核官能度、投料次数及乙烯基转化率等因素对超支化高分子物理量的影响。其中,两类加核体系分别为:由引发单体和引发核组成的二元共聚体系以及由引发单体、乙烯基单体和引发核组成的三元共聚体系。研究中,首先根据自缩合乙烯基聚合反应的微分动力学方程,给出分批投料模式下体系的模拟算法,进而得到了不同投料方式下超支化高分子的重均分子量及多分散指数的变化,研究结果为实验或工业生产得到预期的超支化高分子提供相应的理论线索。本文共分为四个部分,主要内容如下:第一章:绪论。介绍了超支化高分子的研究背景,首先总结了成批投料模式下自缩合乙烯基体系的实验及理论研究进展,其次对化工生产中几种投料模式做了简要介绍,最后对分批投料的研究进行了总结。第二章:分批投料模式下加核自缩合乙烯基聚合体系的Monte Carlo模拟。根据加核自缩合乙烯基聚合反应原理及反应体系的微分动力学方程,给出相应分批投料方式下的Monte Carlo模拟算法。模拟首先得到了含核与非含核两类超支化高分子的数量分布函数,进而可对体系的其他平衡特征进行研究。在验证了程序可靠性和正确性的基础上,进一步考察了投料方式、引发核官能度、投料次数及乙烯基转化率等因素对产物高分子的重均分子量及多分散指数的影响,从而实现为相关平均物理量进行调控。第三章:分批投料模式下三元自缩合乙烯基聚合体系的Monte Carlo模拟。乙烯基单体、引发单体和多官能度引发核共存的三元SCVP共聚体系较二元加核体系更为复杂。在第二章的基础上,根据三元自缩合乙烯基聚合反应的原理和微分动力学方程,采用Monte Carlo模拟方法建立了不同分批投料方式的反应模型,计算了两类超支化高分子的数量分布函数,进而得到了体系的其它平衡特征。通过对投料方式、投料次数、引发核配比、乙烯基单体分数、及乙烯基转化率的调控,以期能够为实验中获得理想的超支化高分子提供较为具体有效的建议。第四章:总结与展望。对本文所做工作进行了总结,并对后续工作及相关领域的发展前景作了简要说明。
万丽[3]（2020）在《分批投料模式下ABg型超支化聚合体系的Monte Carlo模拟》文中进行了进一步梳理超支化聚合物是一种具有特殊结构的大分子,在化学、生物、工业等领域被广为所用,因而研究其相关的性质具有重要意义。鉴于Monte Carlo模拟方法在超支化高分子研究中的应用,本文采纳等活性假设并且忽略环化反应,以微分动力学方程为基础,获得了ABg型超支化高分子均聚体系以及ABg（10）Bf型二元共聚体系的数量分布函数,进而计算得到体系的高分子矩及数均、重均分子量及多分散指数,并进一步验证了该方法的有效性。在此模拟的基础上,分别考察了两种投料模式下投料次数、转化率、官能度等参数对重均分子量及多分散指数的影响,为相关的实验与化工生产提供有益线索。全文共四章,主要内容如下:第一章:超支化高分子及分批投料的研究现状。简单回顾了ABg超支化聚合体系的研究情况,分别从实验、理论以及模拟方面介绍相关的进展,进而对高分子体系中分批投料的发展历程进行了重点总结。第二章:分批投料模式下ABg型超支化均聚体系的Monte Carlo模拟。通过Monte Carlo模拟得到了ABg型超支化均聚体系的数量分布函数,并对其正确性和有效性进行校验。研究了分批投料模式（均匀投料和补齐投料）、投料次数、官能度、总转化率等因素对体系相关物理量的影响,从而为调控体系中的高分子量提供有效途径。第三章:分批投料模式下加核ABg型二元超支化共聚体系的Monte Carlo模拟。根据ABg（10）Bf超支化共聚体系的微分动力学方程,通过Monte Carlo模拟得到了体系的数量分布函数,并对其正确性和有效性进行校验。在此基础上,考察了分批投料的投料方式、投料时间、总转化率、核配比以及官能度对超支化高分子重均聚合度、多分散指数的影响,以期通过选取合适的参变量有效地调控超支化高分子的结构特征。第四章:总结与展望。对本文所做工作进行了总结,并对后续研究及相关领域的发展前景作了简要说明。
杨飞[4]（2020）在《新型聚烯烃弹性体的合成及性能研究》文中提出热塑性弹性体（TPE）兼顾了橡胶和塑料的优异性能,其结晶性或玻璃态“硬段”和橡胶态“软段”形成了回弹性网络,加工成型过程不需要“硫化”反应,可在高温下加工和再回收利用,是硫化橡胶的理想替代者。聚烯烃类TPE多为乙烯/α-烯烃的共聚物,具有制备简单和应用范围广等特点,但耐热性和弹性回复性能有待进一步提高。针对上述情况,本文开展了系列研究工作,具体内容和成果如下:（1）本文设计了不同的丙烯共聚合方法,制备一系列丙烯基弹性体。通过丙烯与长链α-烯烃的可控共聚,制备了侧链长度分别为C8、C12、C16和C20的丙烯共聚物,通过调控支链长度和密度,获得一类高强度、高弹性回复性能的丙烯基弹性体。另外,通过高效“Tandem”丙烯共聚合方法,制备了新型长支链丙烯基弹性体,其聚丙烯主链和聚乙烯侧链能分别结晶,形成“双物理交联”网络。该长支链丙烯基弹性体可明显增加高密度聚乙烯和等规聚丙烯（HDPE/i PP）共混物的断裂伸长率。（2）通过可逆硼酸酯键,成功在乙烯/α-烯烃共聚物（POE）中构筑了交联网络,制备了动态交联的聚烯烃弹性体（POE-vitrimer）。通过调控POE-vitrimer的交联密度,获得了力学强度高、弹性回复好、耐热、耐溶剂性强的POE-vitrimer。POEvitrimer材料可在高温下可快速松弛,具备良好的再加工性能。（3）通过在侧链末端引入稠环基团（苯基（Ph）、萘基（BN）、蒽基（BA））,制备了新型的丁烯基弹性体,并对其熔融记忆效应行为进行了研究。结果表明,三种稠环基团均可使丁烯基弹性体出现平衡熔点以上的记忆效应行为,且稠环基团体积越大,所需的共聚单体浓度越小。延长熔融时间,可提高丁烯基弹性的结晶温度和记忆效应强度。（4）长支链丙烯基弹性体（PPO）可用作HDPE/iPP共混物的高效增容剂,促进粒子的聚并,并引发共混物发生相反转现象。研究表明,由于PPO共聚物具有较低粘度,使其能在粒子碰撞过程很容易被移出界面层,从而促进粒子聚并,引发相反转形成双连续相。PPO共聚物还能提供界面弯曲能,提高双连续相结构的稳定性。通过增加PPO共聚物的侧链长度和密度,可提高其界面弯曲能,从而促进双连续相的形成,拓宽双连续相的区间值。
王云明[5]（2019）在《典型超支化高分子聚合体系中的环化效应研究》文中指出本文利用Monte Carlo模拟方法对两类典型的超支化高分子聚合反应体系中的环化效应进行研究,主要内容集中在含环体系高分子生长的微分动力学方程、环化反应模拟方法的构建及环化反应对体系中高分子物理量的影响等方面。本文研究的反应体系主要包括ABg型超支化聚合反应体系及自缩合乙烯基聚合反应体系。为了揭示这两类聚合体系中的环化效应,本文提出一种基于高分子生长代数模型的模拟方法,并对其正确性和有效性进行校验。进而,为了阐明环化反应对超支化聚合反应体系平均物理量的影响,根据体系中树枝状分子和含环高分子的反应机理给出了二者生长的微分动力学方程,并通过环化反应的内在特征确定了环化反应与分子间反应的速率常数。在模拟过程中,重点考察了环化反应对于ABg型聚合反应及自缩合乙烯基聚合反应两类典型的超支化聚合反应体系相关平均高分子物理量的影响,以期丰富对于超支化聚合反应体系环化效应的认知,为相关的实验工作提供有益线索。本文共分为四个部分,主要内容如下:第一章:在简要分析了超支化高分子的结构特征和制备方法的基础上,对ABg型缩聚反应路线和SCVP型聚合反应路线所涉及的均聚和共聚两类聚合反应从实验、理论与分子模拟等方面做一概括性的总结。重点对前述两类聚合反应中存在环化效应的研究历程予以说明。总结了在超支化聚合反应中的环化效应的发现过程以及在实验研究和理论研究上对含环分子的处理方法。概括了在研究超支化聚合反应过程中分子模拟所依据理论基础以及采用的方法路径。重点说明了在模拟超支化聚合反应中Monte Carlo方法的研究现状,列举了国内外学者在该领域的研究成果,并概括性的评述了该模拟方法的路径优势。第2章:通过统计力学方法,根据高分子聚合反应机理给出了描述含环体系高分子生长的微分动力学方程,进而通过环化反应的内在特征确定了环化反应与分子间反应的速率常数。提出了一种基于高分子生长代数模型的Monte Carlo模拟算法,并对该算法进行了有效性验证。在此基础上,在不同的溶剂参数、单体浓度和官能团数下对ABg型超支化体系进行了模拟,并得到了相应的树状高分子的数量、含环高分子的数量及其单元数比例、环的尺寸分布、重均和数均分子量等物理量随反应程度的变化。相关结果表明,这些因素对于体系环化效应的影响显着,较低的单体浓度有利于形成大量尺寸较小的环结构,较高的单体浓度能形成尺寸较大但数目却相对较少的环结构。相应地,环化效应对聚合体系的重均分子量和多分散指数等都有显着影响。其中,单体的体积分数在环化反应中起着决定性作用,而溶剂效应及官能度的影响则主要取决于单体的体积分数:体积分数越小,官能度的影响越明显,而溶剂效应则影响甚微。当溶剂效应和官能度保持一定时,单体的体积分数存在着一个临界值,以致于当其低于此临界值时,体系的平均特征几乎不再依赖于体积分数的值。然而,当体积分数高于此临界值时,其对体系平均特征的影响则非常显着。第3章:利用Monte Carlo模拟方法研究了SCVP体系聚合反应中的环化效应。首先根据的反应机理给出了描述含环高分子生长的微分动力学方程,进而通过环化反应的内在特征确定了环化反应与分子间反应的速率常数。仍然采用基于高分子生长代数的Monte Carlo模拟算法,在不同的单体浓度以及溶剂参数下对SCVP超支化体系进行了模拟,并得到了相应的树状高分子的数量、含环高分子的数量及其单元数比例、环的尺寸分布、重均分子量等物理量随反应程度的变化,并考察了单体浓度和溶剂性质对环化效应的影响。结果表明,较低的单体浓度有利于形成大量尺寸较小的环结构,较高的单体浓度能形成尺寸较大但数目却相对较少的环结构。相应地,环化效应对体系的重均分子量和多分散指数等都有显着影响。在影响环化反应的因素中,单体浓度在环化反应中起着决定性作用,而溶剂效应的影响则主要取决于单体浓度,单体浓度越大,溶剂效应的影响越明显。第4章:基于统计力学基本原理对含环ABg型聚合反应体系进行了研究,从两种不同的概率空间给出了含环聚合反应过程中相应的单体数。从聚合反应体系的反应机理出发,在反应体系中包含含环组分与不含环组分这一概率空间中给出了反应体系的单体数。然后,从另一概率空间考察了反应体系中环状重复单元和树状重复单元与反应程度的关系,并基于这一概率空间也给出了反应体系的单体数。进一步,证明了在两个不同的概率空间中含环分子的总单元数与整个体系总单元数的比例系数的一致性,并利用质量作用定律的约束关系给出了树键的反应程度的表达式。利用修正的Wertheim理论给出了本体聚合情况下ABg型聚合反应体系的成键自由能。在结果中比较了含环与不含环两种反应体系的自由能、化学势及相图等相关物理量,考察了在含环体系中环键与树键的变化情况。结果表明,环化效应对体系热力学性质的影响主要集中在体积分数较低的情形中。在较高的单体浓度情形下,虽然超支化聚合体系中能形成尺寸较大的环,但环的数目却相对较少。因此,环化效应对体系的热力学的因素影响与非环化体系比较在单体浓度较高时变化并不大。相应地,环化效应对聚合体系的相行为的影响也主要体现在对临界点（临界温度、临界密度）的影响上,在临界温度以下含环与不含环两类体系的分相区域差别不大。总体来看,在仅考虑环化的成键自由能条件下,环化效应主要影响分子自身的拓扑结构,而对热力学因素的影响也主要体现在单体浓度较低时。
司李南[6]（2019）在《管道封堵水凝胶设计及特性仿真》文中指出常期高负荷和恶劣的使用环境致使长距离油气管道输送管道发生泄漏与爆炸等重大安全事故。管道封堵技术是解决管道更换与维修的核心技术,传统的机械封堵技术配套设备繁重,工序复杂,难以快速完成恶劣工况环境下管道封堵。基于高分子材料的高强度、可降解且合成可控性等特点,提出采用水凝胶进行管道封堵的方式。然而,高分子聚合反应过程复杂,受反应单体种类,反应条件等多种不确定因素的影响。试验研究过程耗时长,可控性差。为了缩短试验周期,降低试验成本,本文采用MC分子模拟方法对聚合过程进行研究,为封堵水凝胶的设计提供理论基础并通过模拟结果进一步指导试验的设计。在643立方格中,建立了聚合反应模型,进行了聚合反应过程的MC模拟。结果表明在该聚合反应模型下,链段长度分布、链段分子数量、链段平均长度以及数均聚合度的模拟结果与经典Flory缩聚理论具有较高的吻合度。当聚合单体反应活性相似时,通过改变聚合单体的投料比,模拟结果也与理论结果吻合度较高,说明了模拟过程模型符合二级反应理论特征,进一步验证了聚合反应模型的正确性。针对试验单体选型、投料比及温度的试验参数设计问题,通过聚合反应模型,模拟了等投料比情况下,不同单体活性对聚合反应中分子链长度等因素的影响。结果表明,加入的单体活性等于或高于基础单体活性时,分子链段长度有所增加,但活性过高时则难形成高分子网状结构。在共聚单体活性相同时,模拟了不同温度下,投料比对聚合产物结晶的影响。结果表明,当两单体的投料比相差较大时,微量单体主要以游离分散方式镶嵌在主链上,当投料比相差逐渐缩小时,共聚单体抑制了晶体成核及生长,更容易获得具有更高聚合度的产物,从而提高其宏观力学特性。当聚合反应反应温度较低时,链段短的分子链快速形成低聚物并发生结晶,从而限制了高分子量凝胶结构的形成。而温度较高时,形成高分子量凝胶结构的速度较慢。针对水凝胶在管道中复杂的流动性问题,通过C语言编写了不可压缩粘弹性流体的管道流动模拟过程。基于现有的ALE自由面追踪技术与迭代分步算法,模拟了粘弹性流体在“Z”型管道中的流动。结果表明,模拟中网格的生成均未出现畸形网格,不同时间水凝胶压力云图与试验相符。为了获得具有高强度的高分子水凝胶,基于单体活性,投料比以及温度的聚合模拟结果,选择以丙烯酰胺为基础单体,通过改变丙烯酸与丙烯酰胺的投料比与聚合反应温度,设计了单体投料比为AM:AA=5:1,聚合反应温度为25℃,50℃单因素试验。结果表明,反应温度为50℃时,水凝胶承压能力最高,承压值为45N。在此基础上,进一步设计了聚合温度为50℃时,丙烯酰胺与丙烯酸投料比分别为5:1,3:1,1:1的单因素。结果表明,反应温度为50℃,投料比1:1时,能获得承压性能为55N的水凝胶。并选择这组最优组进行模拟工程管道承压封堵。结果表明,最优组水凝胶完成了管道内径为190mm,长为1000mm模拟工程管道封堵,承压值为0.2Mpa,封堵时间为12h。
林雪真[7]（2019）在《非球形刺激响应微凝胶的电化学合成及性能初探》文中研究指明生物体会根据环境变化自发形成最适合生存的形状,这与构成生物体的胶态化学结构具有很大关系。同样,凝胶也可能因形貌各异而在某些领域表现出不同凡响的性能,如各向异性的非球形凝胶在药物释放、细胞内化及靶向治疗等多个方面都比相应的球形凝胶有更加出色的表现。与宏观凝胶相比,微凝胶尺寸在微纳米级别,同时结合了凝胶和胶体的性质,并且具有可较快响应、可注射施工等性能,因而在微环境应用中更有优势;尤其受重视的是能随周围环境变化而自身发生体积相转变的刺激响应微凝胶。然而,刺激响应微凝胶形状如何影响其体积相转变等相关研究却鲜有报道。为回答这一问题,就需要克服合成上的困难——如何控制合成非球形等形状的刺激响应微凝胶。发展日益迅速的间接电化学合成法具有反应控制手段较多、易实验操作等优点,引起了我们的关注。我们前期探索发现该方法有可能用于制备非球形刺激响应微凝胶。因此,作为克服非球形刺激响应微凝胶等合成困难的一例尝试,在本论文工作中,我们采用间接电化学合成法,经多年艰难探索,制备出圆环状、长方体状等非球形刺激响应微凝胶,进而初步表征微凝胶形状对其体积相转变等性质的影响。主要研究内容包括:（1）探索以纳米铜作为电子递体的间接电化学法,来聚合具有大位阻结构的金属锇杂戊搭烯单体。我们用此方法降低了单体的氧化电位,聚合普通化学方法难以聚合的金属锇杂戊搭烯单体,制备出具有圆环状的金属锇杂戊搭烯微凝胶。进一步利用微凝胶的光致发热性质,将其和市售涂料均匀混合后涂覆于商用纯棉衣服,研究其保暖功能。（2）探究非球形聚苯硼酸微凝胶的间接电化学合成及其葡萄糖响应性。我们采用纳米铜作为电子递体的间接电化学法来聚合含苯硼酸官能团的单体,制备获得了具有长方体状的聚苯硼酸类微凝胶,并初步探索了长方体状对聚苯硼酸类微凝胶的体积相转变行为的影响。
吕京[8]（2018）在《多乙烯基单体自由基聚合的机理研究：Monte Carlo模拟》文中研究指明多乙烯基单体（MVMs）的自由基聚合会在极低的单体转化率下形成凝胶。Flory-Stockmayer（F-S）凝胶理论是研究该体系最为经典的理论,其有效性在许多MVMs（例如二乙烯基苯,DVB）的传统自由基聚合体系（FRP/FRcP）中得到了证实,虽然该理论具有两个基本假设:（1）所有乙烯基独立且等活性,（2）分子内环化反应是可忽略的。然而,到目前为止,F-S理论对MVMs的FRP聚合体系和可逆失活自由基聚合（RDRP）体系（如原子转移自由基聚合（ATRP））的适用性仍存在争议,其争议主要集中在F-S理论对这种聚合体系中忽略分子内环化反应的可行性和其在凝胶点预测的偏差。本文基于随机性的计算机模拟方法蒙特卡罗（Monte Carlo）对F-S理论在MVMs的FRP和ATRP聚合体系的适用性进行研究,并阐述其相应的聚合机理。研究采用并建立了两种纯统计学的动力学模型:（1）完全基于F-S理论的无分子内环化wo.c.模型,（2）在F-S理论上引入分子内环化的w.c.模型。首先在针对FS理论对MVMs的FRP聚合体系的适用性的研究中,通过对二乙烯基单体的FRP/FRcP聚合体系进行模拟,并将模拟结果与F-S理论值和实验数据进行比较,发现F-S理论可以正确预测FRP/FRcP聚合体系的凝胶点,且有、无分子内环化反应对该体系中凝胶点和凝胶点前的聚合进程几乎没有影响,证明F-S理论中无分子内环化的假设对MVMs的FRP聚合体系是适用的。然后针对F-S理论对MVMs的ATRP聚合体系的适用性,通过将ATRP聚合体系的特点（如活化/失活平衡的影响）考虑到模型内,对二乙烯基单体的ATRP/ATRcP聚合体系进行了模拟,并将w.c.和wo.c.两种模型的模拟结果与F-S理论值,实验值及动态晶格液体（DLL）模型的模拟值进行了比较。结果表明,两种模型模拟所得的凝胶点均低于DLL模型和实验所得的凝胶点,故F-S理论不能成功地预测MVMs的ATRP聚合体系,且这种不适用性不仅仅是由于F-S理论忽略了分子内环化反应,还要归因于纯统计学模型对聚合体系中空间限制因素的忽略（乙烯基团在MVMs的ATRP聚合体系中活性不等,且所有反应物之间并非完全可以互相接触）。综上所述,本文研究揭示了F-S理论对多乙烯基单体传统自由基聚合体系的适用性,进一步阐明了其聚合机理。证实了F-S理论对多乙烯基单体可控/活性自由基聚合体系预测的局限性,并进一步揭示分析了造成其不适用性的原因。
刘静[9]（2017）在《PPTA缩聚反应过程的Monte Carlo模拟研究》文中进行了进一步梳理芳纶1414是一种以高强度、高模量、高耐热性为特征的重要高性能材料,是已经工业化生产的高性能增强纤维中唯一的有机纤维。芳纶纤维的制备流程较长、影响因素较多,包括聚合物的相对分子量、喷头牵伸比、纺丝液浓度、纺丝液温度等,但是决定芳纶纤维强度的根本因素在于聚合物相对分子质量的大小及其分布。因此,制备高分子量、窄分布、无支化交联的PPTA树脂是制备高质量芳纶纤维的重要前提。PPTA的缩聚反应具有反应活性大、反应速率快和反应热高的特点,较难实现对PPTA缩聚反应过程的在线观察。并且具有刚性分子结构的PPTA在聚合过程中由于分子链之间相互作用的叠加形成聚集体后析出,得到的产物分子量低、分子量分布宽。因此,研究PPTA缩聚反应动力学、聚集行为和凝聚态结构的形成过程是制备高分子量PPTA树脂的重要途径。虽然已有工作中对PPTA缩聚反应的动力学过程和反应条件有了较多研究,但是其主要专注于实验条件的筛选,并没有从机理上对反应过程进行分析。另外,PPTA缩聚反应条件多且难以精确控制,反应较为复杂,对反应条件的筛选需要较长时间、成本较高,因而需要新的方法来认识和研究聚合反应过程,研究反应动力学和相变对聚合产物性能的影响,弥补实验研究的不足。计算机模拟已经成为除理论和实验之外的第三种重要的研究手段,通过计算机模拟真实体系的结构与行为的方法也已逐渐形成了一个全新的领域——“分子模拟”,其中具有独特随机特性的Monte Carlo模拟方法由于与高分子链的运动行为相似得到了广泛应用。利用这一新的手段研究聚合反应能够很好地控制反应条件,随时监测反应过程,研究聚合反应中同时发生的物理过程和化学过程。基于以上背景,本课题采用Monte Carlo方法对缩聚反应过程进行模拟研究,实现对PPTA树脂制备过程的分子水平的监测。论文首先在格子空间中对单个分子和链状分子进行模拟,建立了完善的可模拟聚合反应动力学过程的分子模拟模型,包括模拟使用的分子模型、基本原理、抽样方法、能量参数等。我们采用离散的立方格子空间对单个分子和链状分子进行模拟。高分子的微观运动是以单格点跳跃和沿着链的滑移来实现的。引入平行排列相互作用参数Ep作为高分子结晶的驱动力,相邻两键的非共线相互作用参数Ec来反映分子链的柔性,混合相互作用参数B代表两相分离的驱动力。模拟过程中的抽样方法采用Metropolis抽样方法,通过满足细致平衡的马尔科夫迭代过程实现由初始态向平衡态的状态演化进程。以蒙特卡罗循环（1 MCC）作为反应时间单位描述反应的动力学过程。模型中引入微观反应几率kMC表示聚合过程的反应速率,使研究聚合反应过程与其他物理现象的动力学竞争成为可能;其次,我们基于标度分析提出了聚合反应后期及快聚合反应时的动力学描述,给出了由反应控制向扩散控制转变的临界点,并通过分子模拟验证了理论的可靠性;然后,我们首次从分子水平研究了聚合反应中的结晶现象,解释了非均相体系中的复杂表观动力学行为及结晶诱导聚合加速现象;最后,研究了共缩聚反应过程中的反应条件与分子链序列结构、聚合物凝聚态结构的关系,提出了利用共聚合反应控制聚合反应进程并调节凝聚态结构的新方法。主要研究内容包括以下:1、建立了研究缩聚反应动力学的分子模拟模型,首先将模拟结果与经典的Flory聚合理论进行了比较。结果表明模型符合经典的二级反应动力学特征,对缩聚反应过程实现了很好地再现。通过增加聚合体系的浓度或加快反应速率考察了聚合反应后期或快反应速率下扩散效应对聚合反应过程的影响,基于标度分析得到了描述扩散控制过程的最简洁的聚合反应动力学表达式,以及由反应控制向扩散控制转变的分界点,并通过分子模拟验证了所提出理论的可靠性。该方法从分子水平研究了PPTA的缩聚反应过程,弥补了实验中由于反应速率快等因素导致的无法在线观察的不足,为研究PPTA缩聚反应动力学提供了新的方法,提出的动力学表述可以更好地应用于反应工程的设计及实验室反应条件的控制。2、研究了含有结晶的非均相缩聚反应动力学及结晶行为的分子模拟模型。通过对比发生结晶和不发生结晶的聚合反应,考察了不同反应速率下结晶行为对聚合过程的影响。模拟结果表明,在含有结晶相变的低速率聚合反应中,结晶可以有效减少链端基之间的距离,增加反应几率,并可以通过溶液中的聚合过程、晶核形成过程中的聚合、晶体生长过程中的聚合和完全结晶后的聚合四个步骤加速聚合反应速率并最终得到晶体厚度较薄且规整性好的高分子量聚合产物。而在含有结晶相变的高速率聚合反应中,由于在聚合早期就会形成长分子链,因此晶体的成核和生长特征完全符合长链高分子的结晶理论,使加速效应消失。因此,通过严格控制非均相聚合反应的温度、速率,适当降低单体反应活性,可以有效推迟结晶的发生、减缓晶体生长,直接在溶液聚合中得到高分子量聚合产物。依据此规律,我们获得了比浓对数粘度高达9.2dl/g的PPTA树脂,并将其与通用级树脂混合后纺丝,制备了机械性能较好的共混纤维。3、建立了研究共缩聚反应制备线性高分子的模拟方法,首先研究了共缩聚过程中的单体活性比、反应投料比与分子链序列结构形成过程之间的关系;然后,研究了共缩聚产物分子链序列结构及多链形成的聚集态结构和行为之间的关系。模拟结果表明,当加入单体的反应活性相同时,模拟结果与理论模型基本吻合,基本不会受投料比影响,这说明“基于活性中心组成恒定假设的理论”主要适用于添加的共聚单体反应活性与基体单体反应活性相近的体系或体系中链段中各组分的浓度不随时间变化的情形,如微量共聚体系中,但是当预测具有较高浓度共聚单体或共聚单体活性与基体单体活性相差较大的体系存在巨大偏差。在添加少量低活性共聚单体的反应体系中,两嵌段的平均序列长度及其比值与共聚单体的反应活性无关,而是由投料比控制;在添加少量高活性共聚单体的反应体系中,两嵌段的平均序列长度随着共聚单体反应活性的增加而增加;在添加大量共聚单体的反应体系中,无论共聚单体活性如何,其形成的嵌段的平均序列长度均随共聚单体活性的增加而增加。由获得产物的结构可以看到,生成的聚合物是由反应活性较低的组份封端的,而共聚单元反应活性的不同会显着影响产物的分子链结构,当加入较低活性共聚单体易得到交替共聚物,而加入高活性共聚单体时易形成多嵌段共聚物,当单体活性相同时,形成的是无规共聚物。4、通过此模型研究了不同序列长度共缩聚高分子的序列结构对聚合物的结晶行为和晶体形貌的影响。当共聚单体含量较少时,共聚单体形成的非晶嵌段长度较短,无法限制晶体生长,溶液中形成的是大量稳定而无关的晶体。当共聚单体含量增加时,由共聚单体组成的非晶嵌段富集在晶体表面,充分限制了晶体的生长,使结晶起始温度和结晶度均下降,同时不可结晶的共聚单体形成的嵌段将各个晶体中相互连接,得到了类似物理凝胶网络状的凝聚态结构。而当共聚单体和基体单体含量相同时,增加共聚单体的反应活性可以同时增加两嵌段的长度,产物由交替共聚物逐渐转变为长嵌段共聚物,非晶嵌段对晶体的生长阻碍更加显着。5、研究了共聚单元对共缩聚反应过程中聚集行为的影响,通过研究其中的聚合反应动力学和结晶行为发现,微量添加非晶共聚单体可以显着地抑制晶体的成核和生长,获得厚度较薄、晶体端表面的非晶层较厚、聚合度较低的共缩聚产物。随着共聚单体含量增加,晶体厚度减小,表面存在大量松散折叠,表面能增加。当共聚单体的添加含量更大时,其结晶行为得到显着抑制,获得的是分散在溶液中且表面具有大量松散折叠结构小晶粒,溶解性能得到了很大提高。这也就解释了为什么共聚有3’4-ODA的共聚PPTA树脂可以直接通过湿法纺丝制备芳纶。
张奥开[10]（2016）在《高分子水凝胶结构—性质关系的分子模拟研究》文中提出人体除牙齿、脊椎等硬骨骼以外都是可视为水凝胶。水凝胶材料作为新兴材料在关节修复、药物缓释等与民生息息相关的领域有着广阔的应用前景。为了设计具有可控性能的水凝胶,需要了解其微观网络结构与宏观物理性能的关系。现今描述水凝胶性质特别是力学性质的理论还不成熟。这是因为（1）实验中很难获得水凝胶的所有网络微观信息（2）理论模型往往具有多个变量,很难研究某中一个变量的作用。而计算机模拟不同于实验,模型中的参数都是透明的。通过仔细设计模型,可以通过控制所有其他变量,单一的研究一个变量对系统的影响,因此适用于研究聚合物水凝胶这一复杂的系统。通过结合计算机模拟、实验和理论,本论文主要研究了以下几个方面的问题:（1）我们提出了一种三维粗粒化Monte Carlo模型,来模拟溶胀凝胶的分子结构。与常用的正四面体等规则模型不同,建模过程包括连续的三步:交联点扩散、100%反应率交联和网络松弛收缩。与点击反应的快速特点相应,交联步骤中多官能度交联反应是同步进行的。为验证模型,将模型中的聚合物链及交联点密度与实验中溶胀凝胶比对,参数化约束得到模型中的实际长度。参数化后由模型计算得到的PEG2k平均链长在G3和G4中接近（≈4.6nm）,与文献报道值一致。模型中的其它结构数据如孔隙率和孔径大小也与实验数据吻合,且呈高斯分布,证明了模型的正确性。模型得到的"理想"凝胶网络的3D拓扑结构与至今常用的正四面体等规则模型不同,且更接近现实。（2）利用点击化学反应,在官能度为3和4的PEG基水凝胶中引入定量的"悬垂链"网络缺陷。使用低场核磁共振和Monte Carlo方法验证和研究了具有不同悬垂链缺陷的凝胶网络的分子结构。使用单轴拉伸测试研究了具有缺陷的凝胶网络的力学性能。力学测试结果使用Gent模型和Mooney-Rivlin模型分析。我们发现溶胀凝胶的剪切模量与网络官能度有关,且随着缺陷增多而下降。此外,对于不同缺陷含量,我们都发现剪切模量的值符合幻影模型的预测。拉伸断裂伸长率由Gent模型拟合得到。断裂伸长率随着缺陷增多起初变化不大,在缺陷含量很大时变大。其值在幻影模型和仿射模型预测值之间,说明在大变形的情况下,交联点的涨落虽然在一定程度下被约束了但是仍然存在。在Flory-Rehner模型基础上预测的不同缺陷含量的凝胶网络的聚合物体积分数与溶胀实验中测得结果一致。以上结果说明点击化学是制备具有可控网络分子结构和可调性质水凝胶的有力工具。（3）在本章中,我们使用分子模拟方法研究了悬垂链缺陷对端基交联的聚合物网络的力学性质的影响,同时讨论了反应浓度的作用。我们发现悬垂链对4官能度网络的均一性的影响大于3官能度网络。一个与固有经验相悖的发现是网络的微观均一性（如交联点的空间分布、链长分布）对网络力学性能的影响很小。我们还发现实验和模拟中的断裂伸长率具有很大不确定性的原因主要是由于单网络的断裂主要受网络中最短的链或最短路径的控制。即使使用具有相同链长的聚合物端基交联,在平衡（溶胀）过程中还是不可避免引入较大的链长分布。（4）本章中,我们结合实验和计算机模拟,研究了大孔对水凝胶力学性质的影响。无孔或有孔结构的聚乙二醇基的水凝胶通过点击化学,端基交联线形聚合物制备得到。利用具有不同直径的SiC2粒子作为致孔剂在凝胶网络中引入孔结构。孔结构使用扫描电子显微镜和热孔计进行表征。凝胶的力学性质使用拉伸的应力-应变测试表征,拉伸曲线使用詹特模型拟合。我们发现最大拉伸率与孔径有关,随着孔径增大,最大拉伸率下降。计算机模拟结果显示,这是因为随着孔径增大,平衡后的网络中大孔周围的应力集中增大。这个效果在孔径小于大约2倍网孔直径时消失。
二、自由基引发的凝胶化反应的Monte Carlo模拟（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、自由基引发的凝胶化反应的Monte Carlo模拟（论文提纲范文）
（1）自增强氰酸酯材料的制备与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 热固性聚合物 |
| 1.1.1 凝胶和交联网络的形成 |
| 1.1.2 凝胶化 |
| 1.1.3 后凝胶阶段 |
| 1.1.4 热固性聚合物改性 |
| 1.2 热固性聚合物分子尺度模拟 |
| 1.2.1 交联网络结构的模拟 |
| 1.2.2 交联网络结构和凝胶点的演化 |
| 1.2.3 交联时的体积收缩 |
| 1.3 自增强复合材料 |
| 1.3.1 聚合物纤维 |
| 1.3.2 自增强复合材料的制备方法 |
| 1.3.3 自增强复合材料的研究进展 |
| 1.3.4 自增强复合材料的机遇与挑战 |
| 1.4 本文的研究内容和意义 |
| 第二章 氰酸酯纳米粒子和预聚体的制备与表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验原料及试剂 |
| 2.2.2 实验设备 |
| 2.2.3 实验方法 |
| 2.2.4 测试与表征 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 氰酸酯纳米粒子的结构 |
| 2.3.2 氰酸酯纳米粒子的形貌 |
| 2.3.3 氰酸酯预聚物的流变性能 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 自增强氰酸酯材料的制备与性能表征 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验原料及试剂 |
| 3.2.2 实验设备 |
| 3.2.3 实验方法 |
| 3.2.4 测试与表征 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 力学性能 |
| 3.3.2 冲击断面形貌 |
| 3.3.3 热性能 |
| 3.3.4 介电性能 |
| 3.3.5 吸水率 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于Avrami方程的固化动力学研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验原料及试剂 |
| 4.2.2 实验设备 |
| 4.2.3 实验方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 固化加速效应 |
| 4.3.2 基于Avrami方程的固化动力学 |
| 4.4 本章小节 |
| 第五章 光纤布拉格光栅传感器监测BADCy固化收缩研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 FBG原理 |
| 5.2.2 实验原料及试剂 |
| 5.2.3 实验设备 |
| 5.2.4 实验方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 应变与波长关系的标定 |
| 5.3.2 应变随时间的变化 |
| 5.3.3 应变随温度的变化 |
| 5.3.4 热变形计算与仿真 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
| 作者及导师简介 |
| 附件 |
（2）分批投料模式下多元自缩合乙烯基聚合体系的统计特征（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 实验研究工作 |
| 1.2.2 理论及模拟研究工作 |
| 1.2.3 投料方式简介 |
| 1.2.4 分批投料的缩聚体系及SCVP体系研究工作 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 分批投料模式下加核自缩合乙烯基聚合体系的Monte Carlo模拟 |
| 2.1 分批投料模式下加核SCVP体系的Monte Carlo模拟算法及校验 |
| 2.1.1 分批投料模式下加核SCVP体系的Monte Carlo模拟算法 |
| 2.1.2 分批投料模式下加核SCVP体系的Monte Carlo模拟算法校验 |
| 2.2 分批投料模式下加核SCVP体系的平均特征 |
| 2.2.1 不同反应时间加入引发核的影响 |
| 2.2.2 分批加入引发单体时聚合物的平均特征 |
| 2.2.3 分批加入引发单体和引发核时聚合物的平均特征 |
| 2.2.4 参变量对分批加入引发单体体系多分散指数的影响 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 第三章 分批投料模式下三元自缩合乙烯基聚合体系的Monte Carlo模拟 |
| 3.1 分批投料模式下三元SCVP体系的Monte Carlo模拟算法及校验 |
| 3.1.1 分批投料模式下三元SCVP体系的Monte Carlo模拟算法 |
| 3.1.2 分批投料模式下三元SCVP体系的Monte Carlo模拟算法校验 |
| 3.2 分批投料方式对聚合物体系平均特征的影响 |
| 3.2.1 不同反应时间加入引发核的影响 |
| 3.2.2 分批加入共聚单体对体系平均特征的影响 |
| 3.2.3 分批加入三元混合单体对体系平均特征的影响 |
| 3.2.4 参变量对分批加入共聚单体体系多分散指数的影响 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 第四章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间取得的科研成果 |
（3）分批投料模式下ABg型超支化聚合体系的Monte Carlo模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 AB_g型超支化高分子研究现状 |
| 1.2.1 AB_g型超支化高分子体系实验研究工作 |
| 1.2.2 AB_g型超支化高分子体系理论研究工作 |
| 1.2.3 AB_g型超支化高分子体系的Monte Carlo模拟 |
| 1.3 分批投料体系的研究现状 |
| 1.3.1 分批投料的实验研究 |
| 1.3.2 分批投料的理论研究 |
| 1.3.3 分批投料的工业应用 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 分批投料模式下AB_g型超支化体系的Monte Carlo模拟 |
| 2.1 AB_g型超支化体系的Monte Carlo模拟算法及校验 |
| 2.1.1 AB_g型超支化体系分批投料的Monte Carlo模拟算法 |
| 2.1.2 AB_g型超支化体系Monte Carlo模拟算法的校验 |
| 2.2 两种投料方式下AB_g型超支化体系的平均特征 |
| 2.2.1 均匀投料模式下投料次数对重均分子量和多分散指数的影响 |
| 2.2.2 补齐投料模式下投料次数对重均分子量和多分散指数的影响 |
| 2.3 总转化率对重均分子量和多分散指数的影响 |
| 2.4 官能度对重均分子量和多分散指数的影响 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 分批投料模式下加核AB_g型超支化体系的Monte Carlo模拟 |
| 3.1 加核AB_g型超支化体系的Monte Carlo模拟算法及校验 |
| 3.1.1 加核AB_g型超支化体系分批投料的Monte Carlo模拟算法 |
| 3.1.2 加核AB_g型超支化体系Monte Carlo模拟算法的校验 |
| 3.2 不同反应时间(转化率)加入核的Monte Carlo模拟 |
| 3.2.1 总转化率对重均分子量和多分散指数的影响 |
| 3.2.2 核配比对重均分子量和多分散指数的影响 |
| 3.2.3 官能度对重均分子量和多分散指数的影响 |
| 3.3 分批加入单体的Monte Carlo模拟 |
| 3.3.1 两种投料方式下超支化体系的平均特征 |
| 3.3.1.1 均匀投料模式下投料次数对重均分子量和多分散指数的影响 |
| 3.3.1.2 补齐投料模式下投料次数对重均分子量和多分散指数的影响 |
| 3.3.2 总转化率对重均分子量和多分散指数的影响 |
| 3.3.3 核配比对重均分子量和多分散指数的影响 |
| 3.3.4 官能度对重均分子量和多分散指数的影响 |
| 3.4 分批加入核和单体的Monte Carlo模拟 |
| 3.4.1 两种投料方式下加核AB_g型超支化体系的平均特征 |
| 3.4.1.1 均匀投料模式下投料次数对重均分子量和多分散指数的影响 |
| 3.4.1.2 补齐投料模式下投料次数对重均分子量和多分散指数的影响 |
| 3.4.2 总转化率对重均分子量和多分散指数的影响 |
| 3.4.3 核配比对重均分子量和多分散指数的影响 |
| 3.4.4 官能度对重均分子量和多分散指数的影响 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间已发表的论文 |
（4）新型聚烯烃弹性体的合成及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 热塑性弹性体 |
| 1.2.1 热塑性弹性体的发展概述 |
| 1.2.2 热塑性弹性体的分类及性能 |
| 1.3 聚烯烃热塑性弹性体 |
| 1.3.1 聚烯烃热塑性弹性体的发展概述 |
| 1.3.2 聚烯烃热塑性弹性体的研究进展 |
| 1.4 长链支化聚烯烃弹性体 |
| 1.4.1 后功能接枝法 |
| 1.4.2 单组分催化剂聚合法 |
| 1.4.3 双组分催化剂聚合法 |
| 1.5 聚烯烃的改性及性能研究进展 |
| 1.5.1 聚烯烃的交联改性研究进展 |
| 1.5.2 聚烯烃的动态交联改性研究进展 |
| 1.5.3 聚烯烃结晶行为的研究进展 |
| 1.5.4 聚烯烃的共混改性研究进展 |
| 1.6 本论文的选题背景和研究内容 |
| 第2章 丙烯与长链α-烯烃共聚合制备丙烯基弹性体 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 分析与测试 |
| 2.2.2 原料与试剂 |
| 2.2.3 催化剂的制备 |
| 2.2.4 丙烯/α-烯烃共聚物的制备合成 |
| 2.2.5 乙烯齐聚合 |
| 2.2.6 “Tandem”共聚合(Cat.1 +Cat.2) |
| 2.2.7 “Tandem”共聚合(Cat. 3 +Cat.2) |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 丙烯/α-烯烃的共聚合 |
| 2.3.2 “Tandem”共聚合 |
| 2.4 本章小节 |
| 第3章 动态交联乙烯基弹性体POE-vitrimer |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 分析与测试 |
| 3.2.2 原料与试剂 |
| 3.2.3 乙烯/1-十四烯/丁烯蒽共聚物的制备合成 |
| 3.2.4 POE弹性体接枝硼酸酯交换基团 |
| 3.2.5 基于硼酸酯键的POE-vitrimer的制备合成 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 基于硼酸酯键的POE-vitrimer的合成 |
| 3.3.2 基于硼酸酯键的POE-vitrimer的性能研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 稠环基团对丁烯基弹性体结晶行为的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 分析与测试 |
| 4.2.2 原料与试剂 |
| 4.2.3 1-丁烯基弹性体的制备合成 |
| 4.2.4 1-丁烯共聚物的后功能化 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 1-丁烯/含稠环单体的共聚合 |
| 4.3.2 单体类型对熔融记忆效应的影响 |
| 4.3.3 插入率对熔融记忆效应的影响 |
| 4.3.4 等温熔融时间对记忆效应的影响 |
| 4.3.5 功能化基团对熔融记忆效应的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 聚烯烃弹性体调控HDPE/iPP共混物相结构 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 分析与测试 |
| 5.2.2 原料与试剂 |
| 5.2.3 聚(1-十二烯)的制备合成 |
| 5.2.4 POE的制备合成 |
| 5.2.5 含蒽基团丙烯基弹性体(PPO-BA)的制备合成 |
| 5.2.6 聚合物的熔融共混 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 HDPE/iPP共混物的相结构 |
| 5.3.2 双连续结构的形成机理探讨 |
| 5.3.3 侧链长度及支链密度对双连续相的影响 |
| 5.3.4 增容剂浓度对双连续相的影响 |
| 5.3.5 剪切速率对双连续相形成的影响 |
| 5.3.6 弹性体分子结构对双连续区间的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 全文总结 |
| 6.1 论文内容及主要结论 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（5）典型超支化高分子聚合体系中的环化效应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 AB_g型高分子体系实验与理论研究工作 |
| 1.1.1 AB_g型高分子聚合反应体系实验方面的研究工作 |
| 1.1.2 AB_g型高分子聚合反应体系理论方面的研究工作 |
| 1.1.3 AB_g型高分子聚合反应体系模拟方面的研究工作 |
| 1.2 自缩合乙烯基聚合(SCVP)反应的实验与理论研究工作 |
| 1.2.1 自缩合乙烯基聚合(SCVP)反应的实验方面的工作 |
| 1.2.2 SCVP反应体系理论解析方面的研究工作 |
| 1.2.3 SCVP反应体系Monte Carlo模拟方面的工作 |
| 1.3 超支化高分子领域中环化反应的研究现状 |
| 1.3.1 超支化高分子领域中环化反应的实验研究 |
| 1.3.2 超支化高分子环化反应的理论研究进展 |
| 1.3.3 超支化高分子环化反应的计算机模拟 |
| 1.4 本文的工作 |
| 第二章 AB_g型高分子体系环化的Monte Carlo模拟 |
| 2.1 AB_g型高分子体系中环化效应的理论模型及模拟算法 |
| 2.1.1 AB_g型高分子体系中环化反应的代数模型 |
| 2.1.2 超支化高分子聚合反应中的Monte Carlo模拟方法简介 |
| 2.1.3 环化效应的Monte Carlo模拟算法及其校验 |
| 2.2 环化效应对体系平均特征的影响 |
| 2.2.1 环化结构在AB_g型高分子体系中的尺寸分布 |
| 2.2.2 环化反应对重均分子量、多分散性指数及环元数的影响 |
| 2.3 AB_g型高分子体系中环化效应的影响因素 |
| 2.3.1 AB_g型高分子聚合体系中体积分数对环化效应的影响 |
| 2.3.2 溶剂效应对AB_g型高分子聚合体系中环化效应的影响 |
| 2.3.3 AB_g型高分子聚合体系中单体官能度对环化效应的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 自缩合乙烯基聚合体系中的环化效应 |
| 3.1 SCVP体系中环化效应的理论模型及模拟算法 |
| 3.1.1 SCVP聚合反应体系反应机理介绍 |
| 3.1.2 SCVP体系中环化反应的理论模型 |
| 3.1.3 环化效应的Monte Carlo模拟算法及其校验 |
| 3.2 环化效应对体系平均特征的影响 |
| 3.2.1 环化结构在SCVP体系中的尺寸分布 |
| 3.2.2 环化反应对重均分子量及多分散性指数的影响 |
| 3.2.3 SCVP体系中环键反应程度、环单元分数和含环分子单元分数 |
| 3.3 SCVP体系中环化效应的影响因素 |
| 3.3.1 SCVP体系中单体浓度对含环分子特征的影响 |
| 3.3.2 溶剂效应对SCVP体系环化效应的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 含环AB_g型高分子聚合反应体系的热力学性质 |
| 4.1 AB_g型高分子环化体系的成键自由能 |
| 4.1.1 AB_g型超支化高分子环化的Wertheim理论 |
| 4.1.2 两类概率空间中比例系数f_R表达式一致性的证明 |
| 4.2 AB_g型超支化体系在环化效应下化学势与压强 |
| 4.3 AB_g型超支化聚合体系中环化效应的影响因素 |
| 4.3.1 AB_g型超支化聚合体系的环键密度与树键密度 |
| 4.3.2 官能度对AB_g型聚合反应体系中环化效应的影响 |
| 4.3.3 理想链和真实链模型下,分子尺寸与形态对环化效应的影响 |
| 4.3.4 AB_g型聚合反应体系中温度对环化效应的影响 |
| 4.4 AB_g型超支化聚合体系中环化效应对热力学因素的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 关于（？）和（？）求解的附录 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间已发表的论文 |
（6）管道封堵水凝胶设计及特性仿真（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 化学封堵概述 |
| 1.3 高分子聚合物的合成 |
| 1.4 聚合过程中结晶的研究 |
| 1.5 计算机模拟概述 |
| 1.6 研究内容 |
| 2 聚合反应模型建立与验证 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 模型的建立方法 |
| 2.2.1 高分子分子链模拟 |
| 2.2.2 边界条件的确立 |
| 2.2.3 抽样方法的选择 |
| 2.2.4 高分子在格子模型中的运动模式 |
| 2.2.5 分子模拟算法 |
| 2.3 均缩聚模型的建立 |
| 2.4 共缩聚模型的建立 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 聚合反应中单体活性探究与结晶过程研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 聚合反应单体活性探究 |
| 3.2.1 参数设定 |
| 3.2.2 结果与讨论 |
| 3.3 温度对聚合物结晶的影响 |
| 3.3.1 常温下不同投料比结晶过程模拟 |
| 3.3.2 高温下不同投料比结晶过程模拟 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 水凝胶在管道内流动模拟研究 |
| 4.1 本构模型与控制方程建立 |
| 4.2 自由面追踪与碰壁 |
| 4.2.1 自由面追踪 |
| 4.2.2 自由面更新及碰壁控制 |
| 4.3 迭代分步算法 |
| 4.4 水凝胶流动过程模拟 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 水凝胶强度试验与管道封堵试验 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 水凝胶强度试验 |
| 5.2.1 单体的选择 |
| 5.2.2 引发剂与交联剂的选择 |
| 5.2.3 试验材料与仪器 |
| 5.2.4 水凝胶强度表征方法 |
| 5.2.5 水凝胶强度试验设计 |
| 5.2.6 结果与讨论 |
| 5.3 水凝胶模拟工程管道封堵试验 |
| 5.3.1 模拟工程平台的搭建 |
| 5.3.2 承压能力表征方法 |
| 5.3.3 结果与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（7）非球形刺激响应微凝胶的电化学合成及性能初探（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 高分子微凝胶 |
| 1.1.1 基本概念 |
| 1.1.2 基本理论 |
| 1.1.3 刺激响应性微凝胶 |
| 1.2 高分子微凝胶的合成 |
| 1.2.1 球形高分子微凝胶的合成方法 |
| 1.2.2 非球形高分子微凝胶的合成方法 |
| 1.3 本文的研究意义及内容 |
| 1.3.1 研究意义 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 金属锇杂戊搭烯微凝胶的间接电化学聚合合成及其光热性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂与仪器 |
| 2.2.2 实验步骤与操作 |
| 2.2.3 实验表征与测试 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 金属锇杂戊搭烯微凝胶的合成 |
| 2.3.2 金属锇杂戊搭烯微凝胶的光响应性表征 |
| 2.3.3 金属锇杂戊搭烯微凝胶涂层织物的光热性能表征 |
| 2.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 非球形聚苯硼酸微凝胶的间接电化学聚合合成及葡萄糖响应性表征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂与仪器 |
| 3.2.2 实验步骤与操作 |
| 3.2.3 实验表征与测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 非球形聚苯硼酸微凝胶的合成 |
| 3.3.2 非球形聚苯硼酸微凝胶的葡萄糖响应性表征 |
| 3.4 小结 |
| 参考文献 |
| 全文总结与展望 |
| 在学期间发表的文章 |
| 致谢 |
（8）多乙烯基单体自由基聚合的机理研究：Monte Carlo模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 MonteCarlo模拟方法及其研究进展 |
| 1.2.1 MonteCarlo算法–Gillespie算法 |
| 1.2.2 格子MonteCarlo算法 |
| 1.2.3 其他MonteCarlo算法 |
| 1.3 MonteCarlo对多乙烯基单体自由基聚合的模拟研究 |
| 1.4 本课题的提出 |
| 第2章 多乙烯基单体传统自由基聚合的MonteCarlo模拟 |
| 2.1 模拟方法 |
| 2.1.1 算法描述 |
| 2.1.2 模型描述 |
| 2.1.3 表征聚合物链结构特性的参数值的确定 |
| 2.2 结果与讨论 |
| 2.2.1 聚合进程分析 |
| 2.2.2 凝胶点分析 |
| 2.2.3 分子间支化与分子内环化程度分析 |
| 2.3 多乙烯基单体传统自由基聚合机理的讨论 |
| 2.4 本章结论 |
| 第3章 多乙烯基单体可控/活性自由基聚合的MonteCarlo模拟 |
| 3.1 实验部分 |
| 3.1.1 实验原料和仪器 |
| 3.1.2 聚合物的合成及表征 |
| 3.2 模拟方法 |
| 3.2.1 算法描述 |
| 3.2.2 模型描述 |
| 3.2.3 表征聚合物链结构特性的参数值的确定 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 ATRP均聚EGDMA的实验结果分析 |
| 3.3.2 凝胶点分析–w.c./wo.c.模型的模拟结果 |
| 3.3.3 聚合进程分析–w.c./wo.c.模型的模拟结果 |
| 3.4 本章结论 |
| 第4章 全文结论 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（9）PPTA缩聚反应过程的Monte Carlo模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）的发展概述 |
| 1.2 PPTA缩聚反应动力学的研究进展 |
| 1.3 PPTA聚集态结构的研究 |
| 1.4 聚合反应中聚集态结构形成的研究 |
| 1.5 高分子的结晶理论 |
| 1.5.1 高分子结晶的热力学理论 |
| 1.5.2 高分子结晶的动力学理论 |
| 1.6 本论文的研究背景、目的及意义 |
| 1.7 本论文的研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 模拟方法 |
| 2.1 发展概述 |
| 2.2 基本原理与参数选取 |
| 2.2.1 分子链的模拟 |
| 2.2.2 周期性边界条件 |
| 2.2.3 高分子链在格子空间中的运动模式 |
| 2.2.4 模拟中的相互作用 |
| 2.2.5 模拟中的抽样方法 |
| 2.2.6 模拟中的反应速率 |
| 2.3 模拟算法 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 均相缩聚反应的动力学研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 模型与模拟方法 |
| 3.3 反应控制区域缩聚反应过程的研究 |
| 3.4 扩散控制区域缩聚反应过程的研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 含结晶的非均相缩聚反应体系的研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 模型与模拟方法 |
| 4.3 UHMW-PPTA/PPTA共混纤维的制备及其结构和性能的研究 |
| 4.3.1 实验原料及仪器设备 |
| 4.3.2 PPTA-H2SO4纺丝原料的制备 |
| 4.3.3 干喷湿纺法制备PPTA纤维 |
| 4.3.4 纺丝原液液晶现象的观察 |
| 4.3.5 PPTA纤维的表征 |
| 4.4 低反应速率下结晶对均缩聚反应的加速效应 |
| 4.5 高反应速率下含结晶非均相缩聚反应的模拟研究 |
| 4.6 UHMW-PPTA/PPTA树脂在H2SO4中的溶解性质研究 |
| 4.6.1 PPTA树脂和UHMW-PPTA/PPTA树脂在H2SO4中的溶解性能 |
| 4.6.2 UHMW-PPTA含量对PPTA-H2SO4共混溶液液晶性能的影响 |
| 4.7 UHMW-PPTA/PPTA共混纤维的性能研究 |
| 4.7.1 UHMW-PPTA树脂对共混纤维机械性能的影响 |
| 4.7.2 UHMW-PPTA树脂对共混纤维取向度的影响 |
| 4.7.3 UHMW-PPTA树脂对共混纤维晶区结构的影响 |
| 4.7.4 UHMW-PPTA树脂对共混纤维热稳定性的影响 |
| 4.8 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 均相共缩聚反应中序列结构的研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 模型与模拟方法 |
| 5.3 均相共缩聚反应过程的研究 |
| 5.3.1 基于平均化概率分析的共聚物链段长度及其分布理论的“失效”行为 |
| 5.3.2 共聚单体活性和投料比对平均序列长度的影响 |
| 5.3.3 共聚物无规度的研究 |
| 5.4 结晶性嵌段共聚物在稀溶液中的结晶行为 |
| 5.4.1 不同单体浓度比共聚物在稀溶液中的结晶行为 |
| 5.4.2 具有相同平均序列长度可结晶嵌段的共聚物在稀溶液中的结晶行为 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 共聚单元对聚集行为的抑制作用的研究 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 模型与模拟方法 |
| 6.3 PPTA及其共聚物的聚合工艺及其结构和性能的研究 |
| 6.3.1 实验原料及仪器设备 |
| 6.3.2 低温溶液缩聚法制备PPTA及其共聚物 |
| 6.3.3 PPTA及其共聚物的结构和性能表征 |
| 6.4 非均相共缩聚反应中的结晶行为 |
| 6.4.1 共聚单体含量对共缩聚反应动力学和结晶速率的影响 |
| 6.4.2 共缩聚产物晶体的结构和形貌 |
| 6.4.3 共缩聚产物晶体的溶解性能 |
| 6.5 PPTA及其共聚物的结构和性能表征 |
| 6.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 全文总结 |
| 攻读博士学位期间的主要学术成果 |
| 致谢 |
（10）高分子水凝胶结构—性质关系的分子模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 本论文专用术语注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 聚合物水凝胶 |
| 1.1.2 聚合物水凝胶的应用 |
| 1.2 水凝胶的结构与性质的关系 |
| 1.2.1 力学性质 |
| 1.2.2 水凝胶的网络缺陷(不均一) |
| 1.2.3 水凝胶网络缺陷的表征手段 |
| 1.3 水凝胶的制备方法 |
| 1.3.1 传统自由基聚合制备水凝胶 |
| 1.3.2 "点击化学"制备水凝胶 |
| 1.4 计算机模拟在聚合物网络及水凝胶中的应用 |
| 1.4.1 分子动力学法 |
| 1.4.2 蒙特卡洛方法 |
| 1.4.3 聚合物网络缺陷与其力学性能关系的分子模拟 |
| 1.5 本论文研究的目的和意义 |
| 第二章 Monte Carlo方法模拟规整结构高分子水凝胶的分子构象 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 试剂 |
| 2.2.2 点击反应原料合成 |
| 2.2.3 凝胶合成 |
| 2.2.4 凝胶表征 |
| 2.3 计算部分 |
| 2.5 结果与讨论 |
| 2.5.1 参数化和模型可行性验证 |
| 2.5.2 网络孔径及分布 |
| 2.6 小结 |
| 第三章 具有控制数量的悬垂链的点击凝胶的分子结构和力学性质 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 计算聚合物链临界交叠浓度c~* |
| 3.2.2 凝胶制备 |
| 3.2.3 凝胶分数和聚合物体积分数 |
| 3.2.4 凝胶缺陷的实验测定(NMR实验) |
| 3.2.5 拉伸测试 |
| 3.2.6 流变实验 |
| 3.2.7 红外测试 |
| 3.3 计算方法 |
| 3.3.1 计算模型 |
| 3.3.2 凝胶分数和弹性链(点)分数计算 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 网络结构分析 |
| 3.4.2 力学性能分析 |
| 3.4.3 聚合物体积分数 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 悬垂链对端基交联网络的均一度及力学性能影响的研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 计算部分 |
| 4.2.1 模型 |
| 4.2.2 网络建模 |
| 4.2.3 网络拉伸 |
| 4.2.4 r_m的估算 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 交联浓度对网络性能的影响 |
| 4.3.2 悬垂链对网络力学性质的影响 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 大孔对端基交联聚合物网络性能影响的研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 计算部分 |
| 5.3 实验部分 |
| 5.3.1 材料和合成 |
| 5.3.2 孔结构水凝胶的制备 |
| 5.3.3 凝胶的孔结构表征 |
| 5.3.3.1 扫描电子显微镜观测 |
| 5.3.3.2 DSC(示差扫描量热法)测试 |
| 5.3.4 凝胶的力学性能测试 |
| 5.4 结果与讨论 |
| 5.4.1 实验孔结构观察 |
| 5.4.2 模型中网络结构观察 |
| 5.4.3 孔径大小对网络性能的影响 |
| 5.4.4 大孔形状的影响 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 论文的创新点 |
| 6.3 展望 |
| 附录 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间研究成果,参与项目及获奖情况 |
| 致谢 |
四、自由基引发的凝胶化反应的Monte Carlo模拟（论文参考文献）
- [1]自增强氰酸酯材料的制备与性能研究[D]. 曹洪涛. 北京化工大学, 2020(02)
- [2]分批投料模式下多元自缩合乙烯基聚合体系的统计特征[D]. 王倩倩. 河北大学, 2020(08)
- [3]分批投料模式下ABg型超支化聚合体系的Monte Carlo模拟[D]. 万丽. 河北大学, 2020(08)
- [4]新型聚烯烃弹性体的合成及性能研究[D]. 杨飞. 天津大学, 2020(01)
- [5]典型超支化高分子聚合体系中的环化效应研究[D]. 王云明. 河北大学, 2019(08)
- [6]管道封堵水凝胶设计及特性仿真[D]. 司李南. 西安工业大学, 2019(03)
- [7]非球形刺激响应微凝胶的电化学合成及性能初探[D]. 林雪真. 厦门大学, 2019(07)
- [8]多乙烯基单体自由基聚合的机理研究：Monte Carlo模拟[D]. 吕京. 天津大学, 2018(04)
- [9]PPTA缩聚反应过程的Monte Carlo模拟研究[D]. 刘静. 东华大学, 2017(03)
- [10]高分子水凝胶结构—性质关系的分子模拟研究[D]. 张奥开. 东南大学, 2016(11)