不同温度和压强下甲基乙烯基硅橡胶聚合物的分子动力学模拟研究

作者：翟鹏飞; 彭玉峰; 韩雪云

来源：电瓷避雷器, 2021, (02): 212-218.

DOI：10.16188/j.isa.1003-8337.2021.02.032

• 分子动力学
• 甲基乙烯基硅橡胶
• 微观结构
• 力学性能
• 温度
• 压强

分子模拟技术因能够解释聚合物材料宏观结构和微观结构的关系,故被广泛应用于聚合物材料的性能研究。材料的微观物理性质用密度来表征,材料的微观力学性质用杨氏模量和泊松比来表征。在模拟体系中,用Materials studio 7.0软件构建一条原子数为237的分子链,经几何及能量优化得到稳定结构,晶胞参数设置为30×30×30,然后使用Amorphous Cell构建3种不同温度体系分子链数为9的晶胞,密度设置为0.98 g/cm3,最后用Forcite Plus模块在不同压强下模拟得到9中不同形态结构及力学性能参数,分析MVQ分子受温度和压强的变化规律。结果表明,当温度升高时,整个分子链的运动能力大幅度增加。在同一温度不同压强的模拟体系中,分子链运动的能力随着压强的增大而逐渐减小。298 K时,压强从1 MPa增加到10 MPa时,体积模量减小了30.6%,增加到0.01 GPa时,体积模量减小了65.6%。同样,剪切模量和杨氏模量分别在升至10 MPa和0.01 GPa减少了64.3%、88.5%和60.8%、86.9%。500 K时,此时MVQ呈橡胶态,分子的弹性模量发生质变,弹性模量迅速增大,压强升至0.01 GPa,又迅速减小。

• 单位
  河南师范大学