氯磺化聚乙烯改性丙烯酸酯水乳液及其相关分子动力学模拟

发布时间：2022-04-23 16:29

　　本文以丙烯酸为功能单体,丙烯酸丁酯为软单体,甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯等为硬单体,氯磺化聚乙烯（CSM）为改性物质,通过预乳化法共聚得到氯磺化聚乙烯改性丙烯酸酯乳液。为了从原子和分子角度探究水乳液中氯磺化聚乙烯与丙烯酸酯的相互作用及其交联改性机理,本论文利用计算机分子模拟方法研究了不同氯含量的氯磺化聚乙烯对丙烯酸酯胶性能的影响,包括研究扩散系数（MSD）,玻璃化转变温度（Tg）,杨氏模量（E）,剪切模量（G）,体积模量（K）,自由体积分数（FFV）,内聚能密度（CED）,相互作用能和极性基团的影响等。具体内容如下:1、氯磺化聚乙烯改性丙烯酸酯水乳液的制备及性能。将经过单体预乳化、制备种子乳液、聚合这三步制得的水乳液,进行性能分析,测试结果表明:（1）在水乳液中,稳定性、附着力、耐水性、硬度等均符合国家标准QB/T 2223-1996;（2）在使用占单体总量为4.5%的CSM改性后,水乳液粒径最小、存储稳定性好;（3）成膜粘结强度随CSM的加入量呈先增大后减小的趋势,在加入量4.5%时达到最大,改性效果最好;（4）根据TGA分析发现CSM的加入能提高水乳液的热稳定性,在加入量4.5%时耐热性... 

【文章页数】：99 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
abstract
第一章 前言
    1.1 研究背景
    1.2 丙烯酸酯水乳液的研究现状
        1.2.1 丙烯酸酯水乳液的简介
        1.2.2 改性丙烯酸酯水乳液的研究
    1.3 氯磺化聚乙烯的改性研究进展
        1.3.1 氯磺化聚乙烯的简介及国内外研究进展
        1.3.2 氯磺化聚乙烯的制备和分类
        1.3.3 氯磺化聚乙烯改性机理
    1.4 分子模拟
        1.4.1 分子动力学模拟
        1.4.2 周期性边界条件
        1.4.3 分子动力学中的系综
        1.4.4 粗粒化模拟及MARTINI力场
    1.5 课题研究的目的、内容、意义及创新性
        1.5.1 课题研究的目的
        1.5.2 课题研究的内容
        1.5.3 课题研究的意义及创新性
            1.5.3.1 课题研究的意义
            1.5.3.2 课题研究的创新性
第二章 不同含量的氯磺化聚乙烯改性丙烯酸酯水乳液的制备及性能分析
    2.1 引言
    2.2 实验仪器与药品
        2.2.1 实验仪器
        2.2.2 实验药品
        2.2.3 配方设计
    2.3 实验方法
        2.3.1 氯磺化聚乙烯改性丙烯酸酯水乳液的制备
        2.3.2 氯磺化聚乙烯改性丙烯酸酯乳胶膜的制备
        2.3.3 氯磺化聚乙烯改性丙烯酸酯乳液测试与表征
        2.3.4 氯磺化聚乙烯改性丙烯酸酯乳胶膜的测试与表征
    2.4 结果讨论
        2.4.1 引发剂使用量的确定
        2.4.2 聚合反应温度的确定
        2.4.3 聚合工艺的确定
        2.4.4 粒径分析
        2.4.5 FT-IR分析
        2.4.6 乳液及其涂膜性能比较
        2.4.7 TGA分析
        2.4.8 氯磺化聚乙烯改性丙烯酸酯乳液成膜粘结强度分析
        2.4.9 不同量氯磺化聚乙烯改性丙烯酸酯水乳液常温固化和高温固化乳胶膜断裂伸长率和拉伸强度
        2.4.10 涂层极化曲线分析
        2.4.11 阻抗谱
    2.5 本章小结
第三章 不同氯含量的氯磺化聚乙烯改性丙烯酸酯胶耐热性能和力学性能的分子动力学模拟
    3.1 引言
    3.2 模拟的方法
        3.2.1 模拟体系的组成部分和动态键合方法
        3.2.2 模型
        3.2.3 氯磺化聚乙烯改性丙烯酸酯胶分子模型的构建及动态键合
        3.2.4 性能评估
            3.2.4.1 密度计算
            3.2.4.2 玻璃化转变温度
            3.2.4.3 相互作用能
            3.2.4.4 力学性能
        3.2.5 MD模拟细节
    3.3 结果与分析
        3.3.1 不同珠粒的扩散图
        3.3.2 玻璃化转变温度
        3.3.3 力学性质
            3.3.3.1 杨氏模量
            3.3.3.2 剪切模量
            3.3.3.3 体积模量
        3.3.4 自由体积分数和内聚能密度
            3.3.4.1 自由体积分数
            3.3.4.2 内聚能密度
        3.3.5 丙烯酸酯胶与铝(Al)板的粘附性
            3.3.5.1 相互作用能
            3.3.5.2 丙烯酸酯胶中极性基团的影响
    3.4 本章小结
第四章 不同量的木质纤维素改性氯磺化聚乙烯耐热性能和力学性能的分子模拟
    4.1 前言
    4.2 模拟方法
        4.2.1 模拟体系的组成部分和动态键合方法
        4.2.2 模型
        4.2.3 木质纤维素改性氯磺化聚乙烯分子模型的构建及动态键合方法
        4.2.4 性能评估
            4.2.4.1 密度计算
            4.2.4.2 MD模拟细节
    4.3 计算结果与分析
        4.3.1 不同珠粒的扩散图
        4.3.2 玻璃化转变温度
        4.3.3 力学性质
            4.3.3.1 杨氏模量
            4.3.3.2 剪切模量
            4.3.3.3 体积模量
        4.3.4 自由体积分数和内聚能密度
            4.3.4.1 自由体积分数
            4.3.4.2 内聚能密度
        4.3.5 木质纤维素改性氯磺化聚乙烯粗粒化模拟
            4.3.5.1 模型构建
            4.3.5.2 模拟细节
            4.3.5.3 木质纤维素/氯磺化聚乙烯(LCC/CSM)体系构形图
            4.3.5.4 密度曲线
            4.3.5.5 径向分布函数
    4.4 本章小结
第五章 聚酰胺-胺/十八烷基硫酸钠在水/辛烷界面处的相互作用的粗粒化分子动力学模拟
    5.1 前言
    5.2 模拟方法
        5.2.1 力场
        5.2.2 模型
        5.2.3 模拟细节
    5.3 结果和讨论
        5.3.1 水/PAMAM/SOS/辛烷体系的空间结构
        5.3.2 相互作用能
        5.3.3 界面厚度
        5.3.4 有序性参数
        5.3.5 界面张力,压缩模量,弯曲模量
        5.3.6 表面活性剂分子的构象,径向分布函数
    5.4 本章小结
总结
攻读学位期间发表的学术论文
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3647559