極性抗靜電劑在聚丙烯中遷移的分子動力學模擬.pdf

1、本文主要研究了在聚丙烯中極性對非離子抗靜電劑遷移速率的影響和聚3-己基噻吩作為本征型抗靜電劑的抗靜電性能。極性對非離子抗靜電劑的遷移速率的影響很大，而遷移速率對非離子抗靜電劑發(fā)揮作用的時間和抗靜電性能有重要影響。目前研究極性對非離子抗靜電劑的工作不系統(tǒng)且不充分，這與實驗方法只能觀察到宏觀或介觀尺度有關(guān)。分子動力學(MD)模擬是一個有效的從原子分子角度研究的手段，因此我們用MD來研究極性對非離子抗靜電劑遷移速率的影響。
　　基于單甘

2、脂(GMS)我們用乙氧基取代分子中的碳原子，酯基作為極性非極性段的分界，并且在主鏈的長度保持一樣的條件下設(shè)計了一系列分子:G-C4E1、G-C3E2、 G-C2E3、G-C1E4和G-E5，各分子中乙氧基的個數(shù)依次增加，En中n代表乙氧基的個數(shù)，加上GMS一共六種分子。我們將六種分子分別加入聚丙烯體系中進行分子動力學模擬。結(jié)果表明，各分子由于極性頭部與聚丙烯的不相容性，極性頭部中乙氧基為1-3個的會形成半個環(huán)形或環(huán)形結(jié)構(gòu)，極性頭部中乙氧

3、基超過3個的會形成螺旋結(jié)構(gòu)。這種頭部的環(huán)狀或螺旋結(jié)構(gòu)會通過影響分子的動力學體積從而影響分子的活動性。而另一方面極性部分占分子鏈的主要部分時，分子的運動由極性部分主導，長極性頭部的分子活動性比極性頭部短的好。在300 K時，活動性的趨勢是先隨著極性頭部長度增加活動性變差，自G-C2E3開始活動性增加。并且溫度會改變六個分子中活性最差的分子的位置，但不會影響活動性先下降后上升的總體趨勢。350 K時，G-C1E4的活動性最差。400 K時，

4、后面的4個極性大的分子活動性差不多。
　　我們進一步研究了GMS在聚丙烯表面聚集的情況，研究結(jié)果支持單甘脂在表面形成團簇結(jié)構(gòu)，極性頭部在團簇的中間，非極性尾部在團簇的外側(cè)。并且為了模擬實際情況，我們用水層來模擬空氣中的濕度，來研究分子怎樣遷移到表面發(fā)揮抗靜電作用。我們發(fā)現(xiàn)這種極性的作用力會使表面聚集的分子向外遷移，在界面附近達到一個平衡狀態(tài)。
　　本征型抗靜電劑主要研究了聚己基噻吩(P3HT)作為抗靜電劑加入聚丙烯后的抗靜電