基于分子动力学模拟的聚合物类复合蓄冷剂相变机理研究

作者：陈有良; 盛伟^*; 王蕊蕊; 李雪丽; 郝晓茹; 郑海坤

来源：制冷学报, 2022, 43(06): 74-89.

• 蓄冷剂
• 分子动力学
• 扩散系数
• 相变
• 聚合物

复合相变蓄冷材料是近年来的研究热点，但对于其微观相变机理研究较少。本文以高潜热值的冰水相变为主，以质量分数为10%的丙三醇、20%的氯化铵作为成核剂和降温剂，添加质量分数为0%、3%、5%的聚乙二醇(PEG)后，采用分子动力学方法对其相变过程进行模拟，预测其相变温度并从成键与构象、键长与键角、径向分布函数、扩散系数和密度等参数进行分析。结果表明：机理方面：温度越低，分子动能越小，分子运动越平缓，羟基键长变小的概率增加，温度对于键角的影响较小，而对于键长的影响较大；相变方面：随着温度的降低，溶液体系的扩散系数降低，密度变大，溶液黏度增大，有序性增强，在10%丙三醇-20%氯化铵水溶液体系中，相变温度的拐点为255.2～256.0 K,与实验结果255.5 K非常接近。而在添加质量分数为3%、5%PEG聚合物后，预测溶液体系的相变温度分别为254.1～254.3 K、253.5～253.8 K,下降1.1～1.7 K、1.7～2.2 K。

• 单位
  河南理工大学