材料期刊网

气体分子在Parylene AF4和Parylene AF8中的渗透行为数值模拟研究

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