高分子链运动对氧气扩散行为的影响

作者：王忠辉; 辛勇^*

来源：材料导报, 2019, 33(08): 1293-1297.

• 聚乙烯
• 氧气扩散
• 链段
• 末端距
• 取向

以聚乙烯(PE)为研究对象,基于分子动力学模拟从温度、结构和扩散激活能等角度来研究高分子链长、主链段活跃性、端基运动和分子链取向对氧气分子(O2)在聚乙烯中扩散行为的影响。基于COMPASS力场构建具有三维周期性边界的扩散模型(O2/PE),对该模型优化得到的稳定构型进行分子动力学模拟。结果表明,高分子链运动对气体的扩散行为有较大的影响。对高分子链端基均方位移(MSD)以及末端距与扩散系数的关联分析表明,主链活跃性提高,有利于形成更多的"扩散通道",使分子扩散速率提高。短链活跃性高于长链,柔顺性低于长链,分子链越短自身碰撞频率越低,因此分子跃迁的自由体积增大,扩散速率升高。此外,施加拉伸载荷会使高分子链沿载荷方向取向,降低晶胞对称性,使分子扩散速率显著提升。

• 单位
  南昌大学机电工程学院