改性剂及高密度聚乙烯插层和剥离蒙脱石的分子动力学模拟

作     者：李永青 杨小龙 陈文静 闫晓堃 马秀清 LI Yongqing;YANG Xiaolong;CHEN Wenjing;YAN Xiaokun;MA Xiuqing

作者机构：北京化工大学机电工程学院北京100029 

出 版 物：《中国塑料》 (China Plastics)

年 卷 期：2022年第36卷第2期

页      面：67-74页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：大容量塑料内胆可靠性设计技术、可控成型与焊接工艺研究(2020YFB1506102)。 

主　　题：分子动力学 模拟 改性剂 高密度聚乙烯 蒙脱石 插层 剥离 

摘      要：为研究高密度聚乙烯/有机改性蒙脱石(PE-HD/OMMT)复合材料中改性剂及PE-HD对蒙脱石(MMT)插层和剥离的影响,采用分子动力学方法模拟了OMMT中不同负载量的十八烷基三甲基氯化铵阳离子(OTAC^(+))在MMT中的排列方式以及对MMT插层的影响。此外,搭建了PE-HD/OMMT复合材料模型,编写MS Perl脚本提取了OTAC^(+)与MMT和PE-HD之间的相互作用能来研究双螺杆挤出机机筒温度在463 K下对MMT剥离的影响。模拟结果表明,随着OTAC^(+)负载量的提高,其在MMT片层中依次呈现为单层分布、双层分布和假三层分布;同时,OTAC^(+)负载量的增加致使MMT的层间距有所增加,但MMT并未发生剥离;模拟时间在90~95 ps内时,PE-HD/OMMT复合材料模型中顶层和底层MMT间的相互作用能由-24.53 kcal/mol转变为3.54 kcal/mol,说明MMT发生了剥离,此时MMT的层间距为91Å。