气体分子在聚氯代对二甲苯中渗透行为的数值模拟

作     者：范昌改 帅茂兵 周元林 邵虹 齐晶晶 Changgai Fan;Maobing Shuai;Yuanlin Zhou;Hong Shao;Jingjing Qi

作者机构：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 表面物理与化学重点实验室四川绵阳621907 

出 版 物：《高分子材料科学与工程》 (Polymer Materials Science & Engineering)

年 卷 期：2015年第31卷第3期

页      面：112-117页

核心收录：

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070305[理学-高分子化学与物理] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 

基　　金：表面物理与化学重点实验室开放基金资助项目(13zxfk03) 

主　　题：聚氯代对二甲苯 分子动力学模拟 气体扩散 气体渗透 

摘      要：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Parylene C聚合物吸附溶解。分子动力学模型说明在Parylene C聚合物中,气体扩散和渗透符合跳跃机理。