潮湿环境下二氧化硅掺杂交联聚乙烯的分子动力学模拟

摘要：

为了对比研究水分对交联聚乙烯(XLPE)和SiO2掺杂交联聚乙烯(SiO2/XLPE)体系的影响,采用分子动力学方法,建立了含水质量分数分别为0,0.5％和1％的6个XLPE和SiO2/XLPE模型.采用温度比体积曲线法得出随着水含量的增加,XLPE的玻璃化温度(Tg)依次为273 K,258 K和251K,而SiO2/XLPE体系为285 K,271K和266 K.结果表明掺杂SiO2提高XLPE的Tg,水分降低两体系的Tg.计算300 K下两体系的弹性模量和剪切模量,结果表明水分降低了其机械性能,掺杂SiO2提高其机械性能.此外,拟合均方位移曲线发现随着温度的上升水分子扩散系数增加,而掺杂SiO2抑制了水分子的扩散.因为添加SiO2后其表面羟基与水分子形成氢键,并且水分子自身由于氢键发生团聚而使得水分子聚集在SiO2周围.研究结果可对XLPE和SiO2/XLPE体系的微观水树枝现象和老化过程提供参考.

关键词：分子动力学、交联聚乙烯、纳米SiO2、水分子扩散

所属期刊栏目：35

分类号：O630(高分子化学（高聚物）)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51577105

在线出版日期：2019-08-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：209-215