注射成型发泡过程中温度和剪切速率对CO_(2)扩散行为影响的分子动力学研究

作者：蔡恒芳,孙玲

摘要：为研究临界CO_(2)辅助聚乳酸(PLA)注射成型发泡过程中,温度和剪切速率对CO_(2)扩散行为影响。应用分子动力学模拟方法,以PLA和CO_(2)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/CO_(2)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CO_(2)分子在PLA中扩散行为的影响。结果表明,CO_(2)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,CO_(2)扩散系数达到0.219 8×10^(-5) cm^(2)/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17.743 6×10^(-5) cm^(2)/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,CO_(2)分子扩散路径增多,从而提高CO_(2)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CO_(2)扩散速率。

发文机构：南昌大学机电工程学院

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poly(lactic acid)supercritical carbon dioxidemolecular dynamics simulationinjection foam moldingdiffusion coefficient

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