范昌改
,
帅茂兵
,
周元林
,
邵虹
,
齐晶晶
,
董发勤
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2014.08.021
采用数值模拟方法对气体分子在两类新型氟取代聚对二甲苯聚合物(Parylene AF4、Parylene AF8)中的溶解、扩散和渗透行为进行了研究。基于COMPASS力场,利用 Material Studio (MS)软件,构建了含300个F代对二甲苯单元的长链模型,经过能量最小化和“退火”处理,获得了较为合理的模型。在此基础上,计算了两种聚合物的自由体积,结果表明, Parylene AF4、Parylene AF8具有较小的自由体积,不易形成分子渗透的有效通道。结合分子动力学(MD )和巨正则蒙特卡洛方法(GCMC),计算获得了几种气体分子在 Parylene AF4、Parylene AF8中的扩散系数、溶解系数和渗透系数。结果显示,与前期 C 型Parylene聚合物的研究数据相比,F 取代 Parylene 聚合物对较大的渗透剂分子有更好的阻隔性。分子动力学模型说明气体分子在Parylene C聚合物中的扩散符合跳跃机理。
关键词:
Parylene AF4
,
Parylene AF8
,
分子动力学
,
蒙特卡洛
,
气体扩散
,
气体渗透
范昌改
,
帅茂兵
,
周元林
,
邵虹
,
齐晶晶
高分子材料科学与工程
用数值模拟方法对气体分子在聚氯代对二甲苯(Parylene C)中的溶解、扩散和渗透行为进行了研究.构建了含300个对二甲苯单元的聚氯代对二甲苯分子链模型,经结构优化处理,获得了具有一定有序性,密度、玻璃化转变温度与实验数据接近的聚合物分子链结构模型.计算了该聚合物中的自由体积,结果表明Parylene C聚合物具有很小的自由体积,不易形成分子渗透的有效通道,这是其具有高气体阻隔性能的重要原因.结合分子动力学(MD)和巨正则蒙特卡洛方法(GCMC),计算获得了几种气体分子在Parylene C中的扩散系数、溶解系数和渗透系数,发现相比H2、He、O2、N2等分子,H2O分子更易被ParyleneC聚合物吸附溶解.分子动力学模型说明在ParyleneC聚合物中,气体扩散和渗透符合跳跃机理.
关键词:
聚氯代对二甲苯
,
分子动力学模拟
,
气体扩散
,
气体渗透
