压力条件下橡胶分子运动及分子动力学模拟研究

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第一章绪论

1.1课题来源

1.2橡胶老化

1.3橡胶材料老化分类

1.3.1不同橡胶材料的老化性能

1.3.2不同外界条件下的老化现象

1.3.3老化性能实验与微观结构分析方法

1.3.4压缩状态下橡胶老化应力松弛及寿命预测

1.4压力状态下丁腈橡胶的阻尼性能

1.4.1聚合物材料的阻尼机理

1.4.2丁腈橡胶的阻尼性能

1.4.3压力状态下丁腈橡胶的动态力学性能

1.5气体分子在橡胶中的扩散行为

1.5.1扩散系数

1.5.2扩散现象及Fick定律

1.5.3扩散系数的影响因素

1.6选题的目的和意义

1.7研究内容

1.8创新点

第二章基于Arrhenius修正公式的橡胶老化寿命预测

2.1橡胶寿命预测模型

2.2模型参数的计算及寿命预测

2.3本章小结

第三章以修正WLF方程研究压力作用下NBR阻尼性能

3.1实验原料

3.2实验配方

3.3橡胶硫化及制样

3.4仪器和测试方法

3.5压力作用下的WLF方程推导

3.5.1压力作用下的玻璃化转变温度的变化

3.5.2压力作用下的修正WLF方程推导

3.6结果讨论及误差分析

3.7本章小结

第四章压力作用下丁腈橡胶的Tg及自由体积的计算

4.1分子动力学计算的计算方法与基本原理

4.2原子的运动方程

4.2.1分子动力学的运动方程

4.2.2牛顿运动方程

4.2.3有限差分法

4.2.4势函数

4.3分子运动中的系综

4.3.1微正则系综(NVE)

4.3.2正则系综(NVT)

4.3.3等温等压系综(NPT)

4.3.4等焓等压系综(NHP)

4.4分子动力学边界

4.4.1分子动力学周期边界条件

4.4.2分子动力学非周期边界

4.5能量最小化(最稳定构象)

4.6自由体积及玻璃化转变温度的计算

4.6.1硬球探针法计算自由体积

4.6.2玻璃化转变温度的测量方法

4.6.3分子动力学计算玻璃化转变温度

4.7分子模拟软件

4.8实验部分

4.8.1模拟软件及相关参数设置

4.8.2建模过程

4.8.3结果分析

4.9本章小结

第五章O2分子在丁苯橡胶中的扩散行为

5.1物性参数的计算

5.1.1扩散系数的计算

5.1.2径向分布函数(radial distribution function，RDF)

5.2氧气O2在SBR中的扩散行为

5.2.1构造模型

5.2.2径向分布函数

5.2.3扩散系数的研究

5.2.4自由体积对扩散系数的影响

5.2.5 SBR的玻璃化转变温度

5.3本章小结

第六章结论

参考文献

附录 二元线性回归

致谢

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