魏庆华
,
汪焰恩
,
杨明明
,
柴卫红
,
张映锋
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.15.013
采用分子动力学的理论方法,从微观分子相互作用的层面研究了 PAM/PVA 共混体系,分别从组分间的相容性、结合能以及对相关函数分析3方面阐述了共混体系间相互作用的机理及本质,通过对组分不同质量配比体系的静态力学分析,研究了组分不同质量配比对体系力学性能的影响。结果表明,PAM 与PVA 组成的共混物相容性极好,而体系中单组分间的结合能随着 PVA 含量的增加反而减小,主要原因是质量相同的 PAM 链所含极性官能团的数目要高于 PVA链；此外,对相关函数分析表明,单组分间主要是通过氢键形成相互作用,且共混体系中酰胺基(—NH 2)、羰基(—C ??O)、羟基(—OH)官能团与周围 H 原子形成氢键的可能性关系为 O (－C＝O)＞ O (－OH)＞N(－NH2),这也是酰胺基(—NH 2)、羰基(—C ?? O )、羟基(—OH)官能团极性强弱关系的反映；单组分不同质量配比模型的静态力学分析表明,随着共混体系中 PVA组分含量的增加,体系弹性系数、各项工程模量、柯西压值均呈上升趋势,即 PVA 含量的增加可以明显改善PAM 的力学性能及其延展性。
关键词:
聚丙烯酰胺
,
聚乙烯醇
,
分子动力学
,
相容性
,
结合能
,
对相关函数
,
力学性能
柴卫红
,
汪焰恩
,
魏庆华
,
杨明明
,
李欣培
,
魏生民
材料研究学报
doi:10.11901/1005.3093.2015.749
为了从微观分子相互作用层面研究三维打印骨支架工艺中的粉末粘结机理及本质,本文采用分子动力学的模拟仿真方法,分别从内聚能密度结合能、对关联函数、力学性能等方面对目前应用较多的PVP、PAM、PVA三种粘结剂的性能进行了研究,并将所得结果进行了分析和比较.仿真结果表明,三种粘结剂与HA相互作用模型的界面结合能的大小关系与粘结剂本身的内聚能密度大小关系一致,即PAM＞ PVA＞ PVP;粘结剂高分子与羟基磷灰石(Hydroxyapatite,HA)的对关联函数分析表明,粘结剂与HA发生相互作用主要是通过高聚物中的极性官能基团与HA中的Ca原子、羟基发生作用形成离子键、氢键,且离子键作用强度较大;此外,三种相互作用模型各个方向的力学性能较单一HA有所降低,且相互作用模型力学性能的优劣关系为PVA/HA＞ PAM/HA＞PVP/HA,这一结论与结合能的大小关系并不完全一致,这说明相互作用模型的力学性能与粘结剂的粘性并不存在特定的内在关系.
关键词:
无机非金属材料
,
羟基磷灰石
,
分子动力学
,
粘结机理
,
力学性能
