聚合物微也混合体系粘度的分子动力学计算.pdfVIP

摘要 摘要 微孔塑料制品近年来在建筑，汽车，航空航天等领域有着广泛应用。制品 中微孔的存在使材料中原有的裂纹尖端钝化，有利于阻止裂纹在应力作用下扩 展，提高了材料的耐冲击强度、韧性和耐疲劳寿命。注射成型是用于制备微孔 塑料制品的主要成型方法。该工艺将单一均相的聚合物和超临界流体(N2或C02) 的混合体系快速注射入模具型腔，随着压力骤降，超临界气体便会逸出，形成 大量的气体微泡，然后微泡与模腔内熔体一起冷却定型而得到泡孔大小均匀、 分布均匀的微孔塑料制品。 微孔塑料成型过程中，超临界流体及其逸出后的微泡增大了聚合物自由体 积和分子链活动性，能降低体系的粘度，进而降低成型所需的注射压力和锁模 力。但常规的流变仪很难直接测量SCF作用后熔体的粘度，因此利用分子动力 学方法研究聚合物熔体／气体微泡混合体系粘度的变化规律，对于确定合理的微 泡注射成型工艺，以得到理想质量的微孔塑料制品，具有重要意义。 本论文基于线性响应理论，利用平衡分子动力学方法通过相关函数分别对 纯LDPE熔体以及LDPE／C02微泡混合体系的粘度进行了计算。模拟中采用正 程离散求解。主要内容及结果包括： (1)将聚合物链粗粒化为珠一杆链，所有聚合物珠子通过Lennard．Jones 势能函数相互作用，基于该分子动力学模型，研究了纯聚合物体系的粘度。 (2)根据气泡大小构造不同的系统，并将气体微泡视为由束缚在一起的表 征气体分子的珠子组成，将聚合物分子粗粒化为珠一杆链，研究了微泡体积分 数对聚合物／气体微泡混合体系粘度的影响。 (3)研究发现，聚合物熔体中的气体微泡能降低熔体的粘度，且随着熔体 中气泡体积分数的增加，熔体的粘度逐渐降低。 关键词：微孔塑料聚合物气体微泡分子动力学粘度 ABSTRACT ABSTRACT Themicrocellular foam iSthe whichiSthemicrocellular plastics plastics diameterinmicron size．Thesizeofthemicrocellularsaresmallerthantheflawsin the of material，SO themicrocellularwillnotreducethe ofthe presence strength is to the material，instead，it nibofthe advantageous flaw,and passivating prevent thecrackextensionunder the and stress，improveimpactstrength，ductility endurancelifeofthe material，inthesametimethemicrocellularhasthe plastics functionssuchasheat andSOon[11． insulation，soundinsulation，shock