注射成型发泡过程中温度和剪切速率对CO2扩散行为影响的分子动力学研究

蔡恒芳; 孙玲

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注射成型发泡过程中温度和剪切速率对CO2扩散行为影响的分子动力学研究

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为研究临界CO2辅助聚乳酸(PLA)注射成型发泡过程中,温度和剪切速率对CO2扩散行为影响.应用分子动力学模拟方法,以PLA和CO2为研究对象,基于周期性边界条件和SA算法,引入CAMPASS力场,构建PLA/CO2扩散模型,对模型进行能量最小化处理.从温度和剪切速率两个方面研究在注射成型发泡过程中PLA主链活跃性、体系能量响应、均方回转半径对CO2分子在PLA中扩散行为的影响.结果表明,CO2扩散系数在不受剪切力作用时,随着温度升高而增大,温度达到388 K时,CO2扩散系数达到0.2198×10-5 cm2/s;受剪切力作用时,随着剪切速率增大而增大;温度为378 K,剪切速率为1 ps-1时,扩散系数达到17.7436×10-5 cm2/s;PLA分子链所处环境温度不断提高,分子链能量升高,活跃性提高,CO2分子扩散路径增多,从而提高CO2扩散速率;分子链所受剪切力不断增大,分子链能量升高,活跃性提高,单个分子链从缠结网络中剥离出来,沿剪切力方向形成流动取向,从而提高CO2扩散速率.

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来源
《中国塑料》 |2021年第3期|83-89|共7页
作者
蔡恒芳; 孙玲;
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作者单位

南昌大学机电工程学院南昌330031;

南昌大学机电工程学院南昌330031;

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正文语种 chi
中图分类 TQ320.66+2;
关键词
聚乳酸; 超临界二氧化碳; 分子动力学模拟; 注塑发泡; 扩散系数;

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