基于分子模拟研究线形芳酰胺聚合物的性能
发布时间：2021-11-13 23:32
全芳香族聚酰胺作为高性能的合成材料,在聚酰胺家族中占有极其重要的地位,引起社会的广泛关注,但是关于全芳香族聚酰胺性能的计算机模拟却鲜有报道。本文采用分子模拟的方法研究了一类线形芳酰胺聚合物的热、力学性能,并设计了两组新型线形芳酰胺聚合物。使用基团贡献法（GC）和分子动力学法（MD）模拟研究了聚多联苯2,6-二甲酰对苯二胺的玻璃化转变温度。在分子动力学模拟中,对密度、比体积、回转半径和非键相互作用随温度的变化规律进行了深入分析,研究表明,自由体积理论能较好地解释聚多联苯2,6-二甲酰对苯二胺的玻璃化转变现象,而非键相互作用随着温度的变化系玻璃化转变的根本原因。两种方法得到的温度值相差不大,且都高于480 K,表明聚多联苯2,6-二甲酰对苯二胺系列聚合物具有耐高温性能,有用作耐高温高分子材料的良好潜力。由聚四联苯2,6-二甲酰对苯二胺到聚七联苯2,6-二甲酰对苯二胺,多联苯的侧链上每增加一个刚性苯环,玻璃化转变温度降低约10 K,其主要原因是四个及以上的苯环侧基相连大大增加了聚合物分子的空间位阻,且随着侧基体积的增大,分子间距离增大,分子间相互作用力减小,引起类“内增塑”作用,从而导致聚合...
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同尺度的模拟方法
图 3.2 聚四联苯 2,6-二甲酰对苯二胺的无定型盒子3.2Amorphous cell construction for a poly(p-phenylenediamine-alt-2, 6-difotetraphenyl)化转变过程的 MD 模拟立并优化完成后选择 Forcite 模块中的 Dynamica，采用逐步降计算，温度从 660K 到 340K，每步间隔温度 20K，且上一阶平衡构象作为下一阶段（较低温度）动力学模拟的初始构象，组温度下都先进行 100ps 的 NVT 系综动力学模拟，使高分子到的最终平衡构象再做 200ps 的 NPT 分子动力学模拟，模拟PASS 力场，Quality 选择 ultra-fine，压强为 0.0001GPa，时间华力（van der waals）采用 Atom based 方法，静电相互作用（Elec baseed 方法，非键截断半径（Cutoff distance）取 1.85nm，样
章 线形芳酰胺聚合物的设计及其力学性能研路胀高分子材料的设计思路大都来自于1982年Gibson和A学性能的研究[104]，正是该项研究提出，常规的正六边形上下两个顶点向内凹陷得到的凹式或倒插蜂窝状结构（如。将一组完整的倒插蜂窝结构分子沿其水平中线切开，可构，当聚合物分子受到水平方向的拉力作用时将沿水平方随之被顶起，因此，在进行分子设计时，我们考虑分子的分，而分子纵向结构表现出相对的刚性，对于获得分子水利的。酰胺属于柔性分子链，苯环、炔烃等则是刚性分子
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于基团贡献法和分子动力学预测聚间苯二甲酰对苯二胺的玻璃化转变温度[J]. 吴红枚,李惠婷,李永成,王宏青,王孟. 高等学校化学学报. 2019(01)
[2]聚间苯二甲酰对苯二胺的合成及性能表征[J]. 吴红枚,梁振辉,丁勇,王榆元,单德才,王孟. 塑料工业. 2018(07)
[3]三元聚合物共混体系的微观结构与力学性能模拟[J]. 郑春键,崔志伟,黄永民. 功能高分子学报. 2018(04)
[4]热处理工艺对聚乙烯醇力学性能影响的分子模拟研究[J]. 刘建国,安振涛,张倩,孟胜皓,姚恺,李天鹏. 四川大学学报(自然科学版). 2018(03)
[5]基于分子模拟技术的变压器油纸绝缘老化研究综述[J]. 王伟,董文妍,蒋达,宁中正. 绝缘材料. 2018(05)
[6]含能黏合剂玻璃化转变温度的分子动力学模拟[J]. 曾秀琳,王欢,张常山,居学海. 计算机与应用化学. 2018(04)
[7]聚合物相互作用及力学性能的分子动力学模拟[J]. 唐丽,彭粉成. 乙醛醋酸化工. 2018(03)
[8]由聚氧乙烯和聚4’’’-酰胺基对四联苯-2,6-二甲酰对苯二胺构筑的OAO形三元嵌段共聚物在N、N-二甲基甲酰胺中的自组装结构模拟[J]. 吴红枚,李永成,赵耀,王孟,王榆元. 山东化工. 2017(06)
[9]Computer simulation studies of the influence of side alkyl chain on glass transition behavior of carbazole trimer[J]. Chunyang Yu,Li Ma,Wei Huang,Yongfeng Zhou,Jingui Qin,Deyue Yan. Science China（Chemistry）. 2017(03)
[10]聚间苯二甲酰对苯二胺（PPIA）数均分子量的测定[J]. 丁勇,吴红枚,王孟,梁振辉,李永成. 山东化工. 2016(11)
博士论文
[1]非晶合金纳米线结构和力学性能的分子动力学模拟研究[D]. 张琪.清华大学 2015
[2]聚合物玻璃化转变行为的分子动力学模拟研究[D]. 谢士杰.吉林大学 2015
[3]非均质聚合物材料力学性能的计算机模拟[D]. 邓声威.华东理工大学 2014
[4]石墨烯力电耦合力学性质的模拟研究[D]. 郝鹏.兰州大学 2012
[5]预聚芳酰胺的合成及自组装结构[D]. 李俊俊.中国科学技术大学 2013
[6]聚酰亚胺结构与性能的分子模拟及分子设计的研究[D]. 潘睿.四川大学 2006
硕士论文
[1]聚合物结晶与导热性能的分子模拟研究[D]. 唐伟.安徽大学 2017
[2]基于基团贡献法和分子动力学法预测聚芳酰胺的玻璃化转变温度[D]. 李永成.南华大学 2017
[3]淀粉生物降解材料的分子模拟与制备研究[D]. 唐康康.石家庄铁道大学 2016
[4]高分子材料纳米压痕表征的分子模拟与实验研究[D]. 彭超.哈尔滨工业大学 2016
[5]高聚物粘结炸药力学性能的分子动力学模拟[D]. 洪慧玲.重庆邮电大学 2016
[6]微发泡聚丙烯材料力学性能研究及其模拟[D]. 宋吉威.贵州师范大学 2015
[7]Materials Studio模拟分析葡甘聚糖分子模型力学性能[D]. 黄勤.福建农林大学 2014
[8]改性纳米粒子增强聚合物基复合材料力学性能的分子动力学模拟研究[D]. 张惠.暨南大学 2014
[9]PA6力学性能的分子模拟[D]. 唐现琼.湘潭大学 2009
[10]烯烃类分子第一性原理分子力学力场的建立和应用[D]. 王琳琳.上海交通大学 2009
本文编号：3493927
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同尺度的模拟方法
图 3.2 聚四联苯 2,6-二甲酰对苯二胺的无定型盒子3.2Amorphous cell construction for a poly(p-phenylenediamine-alt-2, 6-difotetraphenyl)化转变过程的 MD 模拟立并优化完成后选择 Forcite 模块中的 Dynamica，采用逐步降计算，温度从 660K 到 340K，每步间隔温度 20K，且上一阶平衡构象作为下一阶段（较低温度）动力学模拟的初始构象，组温度下都先进行 100ps 的 NVT 系综动力学模拟，使高分子到的最终平衡构象再做 200ps 的 NPT 分子动力学模拟，模拟PASS 力场，Quality 选择 ultra-fine，压强为 0.0001GPa，时间华力（van der waals）采用 Atom based 方法，静电相互作用（Elec baseed 方法，非键截断半径（Cutoff distance）取 1.85nm，样
章 线形芳酰胺聚合物的设计及其力学性能研路胀高分子材料的设计思路大都来自于1982年Gibson和A学性能的研究[104]，正是该项研究提出，常规的正六边形上下两个顶点向内凹陷得到的凹式或倒插蜂窝状结构（如。将一组完整的倒插蜂窝结构分子沿其水平中线切开，可构，当聚合物分子受到水平方向的拉力作用时将沿水平方随之被顶起，因此，在进行分子设计时，我们考虑分子的分，而分子纵向结构表现出相对的刚性，对于获得分子水利的。酰胺属于柔性分子链，苯环、炔烃等则是刚性分子
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于基团贡献法和分子动力学预测聚间苯二甲酰对苯二胺的玻璃化转变温度[J]. 吴红枚,李惠婷,李永成,王宏青,王孟. 高等学校化学学报. 2019(01)
[2]聚间苯二甲酰对苯二胺的合成及性能表征[J]. 吴红枚,梁振辉,丁勇,王榆元,单德才,王孟. 塑料工业. 2018(07)
[3]三元聚合物共混体系的微观结构与力学性能模拟[J]. 郑春键,崔志伟,黄永民. 功能高分子学报. 2018(04)
[4]热处理工艺对聚乙烯醇力学性能影响的分子模拟研究[J]. 刘建国,安振涛,张倩,孟胜皓,姚恺,李天鹏. 四川大学学报(自然科学版). 2018(03)
[5]基于分子模拟技术的变压器油纸绝缘老化研究综述[J]. 王伟,董文妍,蒋达,宁中正. 绝缘材料. 2018(05)
[6]含能黏合剂玻璃化转变温度的分子动力学模拟[J]. 曾秀琳,王欢,张常山,居学海. 计算机与应用化学. 2018(04)
[7]聚合物相互作用及力学性能的分子动力学模拟[J]. 唐丽,彭粉成. 乙醛醋酸化工. 2018(03)
[8]由聚氧乙烯和聚4’’’-酰胺基对四联苯-2,6-二甲酰对苯二胺构筑的OAO形三元嵌段共聚物在N、N-二甲基甲酰胺中的自组装结构模拟[J]. 吴红枚,李永成,赵耀,王孟,王榆元. 山东化工. 2017(06)
[9]Computer simulation studies of the influence of side alkyl chain on glass transition behavior of carbazole trimer[J]. Chunyang Yu,Li Ma,Wei Huang,Yongfeng Zhou,Jingui Qin,Deyue Yan. Science China（Chemistry）. 2017(03)
[10]聚间苯二甲酰对苯二胺（PPIA）数均分子量的测定[J]. 丁勇,吴红枚,王孟,梁振辉,李永成. 山东化工. 2016(11)
博士论文
[1]非晶合金纳米线结构和力学性能的分子动力学模拟研究[D]. 张琪.清华大学 2015
[2]聚合物玻璃化转变行为的分子动力学模拟研究[D]. 谢士杰.吉林大学 2015
[3]非均质聚合物材料力学性能的计算机模拟[D]. 邓声威.华东理工大学 2014
[4]石墨烯力电耦合力学性质的模拟研究[D]. 郝鹏.兰州大学 2012
[5]预聚芳酰胺的合成及自组装结构[D]. 李俊俊.中国科学技术大学 2013
[6]聚酰亚胺结构与性能的分子模拟及分子设计的研究[D]. 潘睿.四川大学 2006
硕士论文
[1]聚合物结晶与导热性能的分子模拟研究[D]. 唐伟.安徽大学 2017
[2]基于基团贡献法和分子动力学法预测聚芳酰胺的玻璃化转变温度[D]. 李永成.南华大学 2017
[3]淀粉生物降解材料的分子模拟与制备研究[D]. 唐康康.石家庄铁道大学 2016
[4]高分子材料纳米压痕表征的分子模拟与实验研究[D]. 彭超.哈尔滨工业大学 2016
[5]高聚物粘结炸药力学性能的分子动力学模拟[D]. 洪慧玲.重庆邮电大学 2016
[6]微发泡聚丙烯材料力学性能研究及其模拟[D]. 宋吉威.贵州师范大学 2015
[7]Materials Studio模拟分析葡甘聚糖分子模型力学性能[D]. 黄勤.福建农林大学 2014
[8]改性纳米粒子增强聚合物基复合材料力学性能的分子动力学模拟研究[D]. 张惠.暨南大学 2014
[9]PA6力学性能的分子模拟[D]. 唐现琼.湘潭大学 2009
[10]烯烃类分子第一性原理分子力学力场的建立和应用[D]. 王琳琳.上海交通大学 2009
本文编号：3493927
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3493927.html
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