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摘要
采用分子动力学模拟方法对木材主要成分纤维素Ⅰβ在热处理环境下的结构和力学性能进行研究,建立了用于模拟的3×3×3纤维素超胞模型,得到350～550 K的体积、密度及氢键变化图,分析了纤维素微观结构的变化并计算了其力学性能。结果表明:升温过程中晶胞体积逐渐增大,由350 K的11.99 nm3增加至550 K的12.26 nm3,模型密度为1.581～1.617 g/cm3,与实验结果一致。氢键数量总数减小了24%,分子链内氢键部分断裂而形成了新的链间氢键,链内氢键与链间氢键的比值由2.1∶1变成1∶1.5,进而影响了其力学性能。随着温度的升高,杨氏模量逐渐降低,变化率约为13%。相比于杨氏模量,剪切模量和体积模量受温度影响较小,没有明显的变化趋势。
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