基于自由体积理论的沥青分子模型黏度预测

作者：唐伯明; 丁勇杰^*; 苏玥; 曹雪娟; 邓梅; 单柏林

来源：科学通报, 2020, 65(30): 3308-3317.

• 分子动力学
• 沥青
• 动态黏度
• 自由体积
• 径向分布函数

沥青的黏度特性由化学结构决定.然而,目前在分子层面上对沥青动态黏度机理的认识并不清晰.本文采用分子动力学(molecular dynamic, MD)模拟,从自由体积的角度研究了沥青的黏度.基于一定范德瓦耳斯(van der Waals, vdW)半径下的自由体积预测,计算得到了沥青模型黏度与温度之间的关系.结果表明,沥青的动态黏度与自由体积有关;沥青模型的自由体积随vdW半径、沥青模型类型等参数变化,随vdW半径的减小而增大;单组分模型的自由体积明显大于多组分模型.利用不同半径的自由体积对沥青的动态黏度进行了预测,当vdW半径为1.39?时计算出来的自由体积预测的沥青模型黏度平均偏差最低.此外,不同沥青模型的平均偏差不同,四组分模型的平均偏差最小.黏度测试结论与模拟结果吻合较好,说明MD结果是可靠的.本文有助于理解沥青黏度的微观机理及其与分子结构间的关系.

• 单位
  土木工程学院; 重庆交通大学