本文用計(jì)算機(jī)模擬方法構(gòu)建了聚硼硅氧烷的交聯(lián)模型并與實(shí)驗(yàn)手段相結(jié)合,揭示聚硼硅氧烷材料的制備原理、結(jié)構(gòu)形成過(guò)程及材料性能特點(diǎn)等方面。本研究采用Materials Studio 2019軟件進(jìn)行了分子力學(xué)與分子動(dòng)力學(xué)的計(jì)算。首先通過(guò)不同力場(chǎng)和優(yōu)化算法對(duì)單體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化,獲得了適合優(yōu)化單體結(jié)構(gòu)的力場(chǎng)與優(yōu)化算法;其次基于優(yōu)化過(guò)的單體模型,對(duì)聚硼硅氧烷交聯(lián)體系進(jìn)行了分子層面的建模,對(duì)比分析了不同B/Si、不同密度下形成的無(wú)定形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型結(jié)構(gòu),并對(duì)交聯(lián)模型的交聯(lián)度影響因素進(jìn)行了分析,開(kāi)展了材料熱學(xué)性質(zhì)的模擬與計(jì)算。最后,對(duì)不同B/Si的聚硼硅氧烷進(jìn)行了制備與表征,并與模擬結(jié)果相印證,對(duì)其熱解過(guò)程的行為進(jìn)行了闡述。首先,采用不同力場(chǎng)和優(yōu)化算法優(yōu)化了硼酸與三羥基硅烷單體計(jì)算結(jié)果的結(jié)構(gòu)與能量,給出了合適不同單體的力場(chǎng)與優(yōu)化算法。隨后,采用了一種動(dòng)態(tài)循環(huán)的方法,使用perl程序語(yǔ)言調(diào)用Materials Studio軟件上的功能,采用無(wú)反應(yīng)Dreiding勢(shì)函數(shù),成功進(jìn)行了交聯(lián)結(jié)構(gòu)的建模。對(duì)不同密度、不同B/Si的體系進(jìn)行了交聯(lián),并給出了對(duì)應(yīng)條件下較能反應(yīng)真實(shí)情況的交聯(lián)模型。研究結(jié)果表明,較低密度的交...

【文章頁(yè)數(shù)】：112 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究目的和意義
    1.2 硅樹(shù)脂
    1.3 聚硼硅氧烷
        1.3.1 聚硼硅氧烷簡(jiǎn)介
        1.3.2 聚硼硅氧烷的制備工藝
        1.3.3 非水解法聚硼硅氧烷的主要反應(yīng)
        1.3.4 聚硼硅氧烷的應(yīng)用
    1.4 聚硼硅氧烷的分子模擬研究現(xiàn)狀
        1.4.1 分子模擬簡(jiǎn)介
        1.4.2 交聯(lián)聚合物結(jié)構(gòu)的分子模擬研究現(xiàn)狀
        1.4.3 交聯(lián)聚合物性能的分子模擬研究現(xiàn)狀
    1.5 研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料和研究方法
    2.1 軟件介紹
        2.1.1 計(jì)算平臺(tái)
        2.1.2 軟件簡(jiǎn)介
    2.2 模擬方法
    2.3 實(shí)驗(yàn)材料及儀器
        2.3.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.3.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.4 聚硼硅氧烷制備方法
    2.5 表征與測(cè)試方法
        2.5.1 聚硼硅氧烷的化學(xué)結(jié)構(gòu)表征
        2.5.2 聚硼硅氧烷耐熱性能分析
第3章 聚硼硅氧烷交聯(lián)模型的結(jié)構(gòu)分析
    3.1 單體模型的優(yōu)化
        3.1.1 硼酸單體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化
        3.1.2 甲基硅醇單體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化
    3.2 程序化動(dòng)態(tài)交聯(lián)
        3.2.1 無(wú)定形盒子的建立
        3.2.2 交聯(lián)模型的建立
    3.3 交聯(lián)模型的形貌與結(jié)構(gòu)分析
        3.3.1 交聯(lián)模型產(chǎn)物的形貌分析
        3.3.2 交聯(lián)模型的鍵長(zhǎng)統(tǒng)計(jì)
        3.3.3 交聯(lián)模型的微觀結(jié)構(gòu)統(tǒng)計(jì)
        3.3.4 交聯(lián)模型的占據(jù)體積分析
        3.3.5 交聯(lián)模型的均方位移分析
    3.4 交聯(lián)度影響因素分析
        3.4.1 截?cái)喟霃綄?duì)于交聯(lián)度的影響
        3.4.2 模型密度對(duì)于交聯(lián)度的影響
        3.4.3 B/Si比對(duì)于交聯(lián)度的影響
    3.5 本章小結(jié)
第4章 聚硼硅氧烷的玻璃轉(zhuǎn)變溫度計(jì)算
    4.1 交聯(lián)結(jié)構(gòu)模型的性能計(jì)算
    4.2 自由體積的計(jì)算
        4.2.1 交聯(lián)度對(duì)于自由體積的影響
        4.2.2 溫度對(duì)于自由體積的影響
    4.3 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度計(jì)算
        4.3.1 B/Si比對(duì)于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的影響
        4.3.2 交聯(lián)度對(duì)于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的影響
    4.4 本章小結(jié)
第5章 聚硼硅氧烷的制備與表征
    5.1 無(wú)水溶膠-凝膠法制備聚硼硅氧烷
    5.2 聚硼硅氧烷的固化
        5.2.1 加熱干燥聚硼硅氧烷的化學(xué)結(jié)構(gòu)分析
        5.2.2 自然干燥聚硼硅氧烷的化學(xué)結(jié)構(gòu)分析
        5.2.3 干燥方式對(duì)于聚硼硅氧烷化學(xué)結(jié)構(gòu)的影響
    5.3 聚硼硅氧烷的熱處理
        5.3.1 熱性能分析
        5.3.2 化學(xué)結(jié)構(gòu)分析
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：3824070