数值模拟聚二甲基硅氧烷-双酚A型聚碳酸酯嵌段共聚物对氧气的选择渗透行为

高分子材料科学与工程, 2016, 32(5): 115-123. doi: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.05.022

数值模拟聚二甲基硅氧烷-双酚A型聚碳酸酯嵌段共聚物对氧气的选择渗透行为

贾夏冰 ^1, , 何佳才 ^2, , 周元林 ^3, , 李迎军 ^4, , 王善强 ^5, , 帅茂兵 ^6,

1.西南科技大学四川省非金属复合与功能材料重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地,四川绵阳621010;西南科技大学材料科学与工程学院,四川绵阳621010

2.西南科技大学四川省非金属复合与功能材料重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地,四川绵阳621010;西南科技大学材料科学与工程学院,四川绵阳621010

3.西南科技大学四川省非金属复合与功能材料重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地,四川绵阳621010;西南科技大学材料科学与工程学院,四川绵阳621010

4.西南科技大学四川省非金属复合与功能材料重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地,四川绵阳621010;西南科技大学材料科学与工程学院,四川绵阳621010

5.中国人民解放军防化研究院,北京,102205

6.中国工程物理研究院表面物理与化学国家重点实验室,四川绵阳,621907

基金项目: 四川省非金属复合与功能材料重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地开放基金(11zxfk05) 表面物理与化学重点实验室开放基金资助项目(SPCXT201302) 省部共建国家重点实验室培育基地专职科研创新团队建设基金项目(14tdfk04)

关键词：聚二甲基硅氧烷-双酚A型聚碳酸酯 , 扩散 , 溶解 , 选择渗透

Numerical Simulation on the Permselectivity of Oxygen in Different Block Ratio of Polydimethylsiloxane-Bisphenol-A Polycarbonate Block Copolymer

Keywords： polydimethylsiloxane-bisphenol-A polycarbonate , diffusion , solubility , permeation

使用分子动力学和巨正则蒙特卡洛的方法,构建不同嵌段比的聚二甲基硅氧烷-双酚A型聚碳酸酯(PC)嵌段共聚物,计算模拟了氧气和氮气在不同嵌段比共聚物中的溶解和扩散行为.结果表明,共聚物的溶解度系数大小变化与嵌段比关系不大,且不具有规律性,而氧气和氮气溶解度系数比在嵌段比为1:1时达到最大,为3.44.随着聚二甲基硅氧烷嵌段的增加,共聚物的密度越来越小,对气体的阻隔能力越来越差,氧气和氮气的扩散系数均有较大的提高,其扩散系数比值变化不大.通过计算氧气和氮气在不同嵌段共聚物中的渗透系数的比值,在嵌段比为1∶1时,对氧气的选择渗透性能达到最大,Po2/PN2=4.83.这种从分子结构水平研究材料最优选择透过性的方法,在节约资源的同时大大提高了工作效率.

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