摘要
魔芋葡甘聚糖(KGM)溶液具有优良的承载和润滑能力,为研究其微观作用机理,采用分子动力学模拟的方法,阐明了魔芋葡甘聚糖水合层的形成过程,探讨其在模拟工况下(压力范围:0~1000 MPa、剪切速度范围:0.02~1 nm/ps)的承载能力及剪切特性,揭示了其润滑机理.模拟结果表明,魔芋葡甘聚糖分子与水分子通过氢键形成水合分子,由于吸附效应,水合分子向铁原子层表面吸附聚集构成水合层作为承压载体;在剪切作用下,界面处吸附的魔芋葡甘聚糖水合分子层削弱了水分子与铁原子层的相互作用,从而降低界面剪切应力;魔芋葡甘聚糖分子数过多时,液相层中间部位的魔芋葡甘聚糖浓度增加,造成其周围液相层流动阻力增大,导致界面剪切应力增大.随着剪切速度的增加,KGM与水分子间的氢键随之减弱,从而削弱了KGM水合分子对水分子的约束,导致界面剪切应力随剪切速度的增大而增大.
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