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化学工程2025年第05期:聚氨酯结构和溶解度参数的分子模拟

来源:期刊VIP网 时间:


作者:刘佳祥;王雯娟;李继香;

单位:中国科学院上海高等研究院;中国科学院大学;

摘要:调控聚氨酯的结构和溶解度参数对于扩展其工业应用十分重要。文中建立具有不同聚氨酯链摩尔质量和不同聚醚多元醇链长度的MDI(二苯基甲烷二异氰酸酯)型聚氨酯全原子模型,采用基于分子动力学的分子模拟方法探究链摩尔质量、压力和软链段长度对MDI型聚氨酯的结构和溶解度参数等特性的影响,并通过径向分布函数和氢键结构计算分析相应的微观机理。结果表明:随着聚氨酯链摩尔质量的增加,聚氨酯的密度变化不明显,而玻璃化转变温度升高,溶解度参数呈现下降趋势;压力对聚氨酯结构性质影响不大,压力升高到20 MPa时,聚氨酯的密度和分子间的氢键数量变化并不明显。对于具有不同软链段长度的聚氨酯,其密度和玻璃化转变温度随软链段长度的增加而降低,溶解度参数呈现先增加后降低的趋势,并与分子间的氢键表现出一定的相关性,由于平均氢键数量和氢键寿命的降低,导致溶解度参数在软链段聚合度达到11时显著降低。

关键词:聚氨酯;;分子动力学模拟;;玻璃化转变温度;;溶解度参数;;氢键

基金资助:国家重点研发计划项目(2019YFE0122100)