含硅聚合物中小分子扩散行为的分子模拟

摘要

选择PCFF和COMPASS分子力场对橡胶态聚合物PDMS和玻璃态聚合物PS1体系进行模拟.COMPASS力场模拟得到的体系密度,O2和N2在PDMS与PS1中扩散系数更接近实验值.在模型大小一定时,Group-based求和法中截断距离越长,耗用机时越长,但对计算结果改进不大;截断距离为1.3nm时计算结果最好.Ewald方法耗时多而对计算结果却无明显改进.体系大小对扩散系数的计算值影响甚微.体积越小的分子,在聚合物中运动的范围越大,扩散系数越大.氧气和氮气分子在PDMS与PS1中运动轨迹不同,在PS1中氧气运动范围远大于氮气,而在PDMS中氧气运动范围稍大于氮气.小分子运动轨迹基本与聚合物自由体积分布对应,自由体积分数大,扩散系数也大.