PET/PLA共混物中小分子扩散行为的分子动力学模拟  

Molecular Dynamics Simulations of Diffusion Coefficients of Small Molecules in PET/PLA Blends

作　　者：梅林玉[1,2] 廖黎琼[1,3] 付一政[1,3] 张梦赟[3] 刘亚青[1,3] 

机构地区：[1]中北大学山西省高分子复合材料工程技术研究中心 [2]中北大学机械工程与自动化学院,山西太原030051 [3]中北大学材料科学与工程学院

出　　处：《高分子材料科学与工程》2012年第12期179-182,186,共5页Polymer Materials Science & Engineering

基　　金：国防973项目(61338);山西省青年科技研究基金(2010021023-5);山西省研究生优秀创新项目(100115127);中北大学2010年校级自然科学基金;中北大学2011年校级大学生创新项目

摘　　要：采用分子动力学(MD)模拟方法研究了O2、CO2小分子在不同质量比(90/10、70/30、50/50、30/70和10/90)聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)/聚乳酸(PLA)共混物中的扩散行为,基于Einstein关系式计算了小分子在共混物中的扩散系数。讨论了不同探针半径对自由体积分数(FFV)的影响以及自由体积分数与扩散系数的关系。研究结果表明,探针半径越大,自由体积分数越小;扩散分子的动力学半径越小,在同一比例PET/PLA共混物中的扩散系数越大,与自由体积理论取得统一。当PET/PLA共混物质量比为70/30时共混物的阻隔性能最好。Diffusion of oxygen and carbon dioxide molecules in polyethylene terephthalate（PET）/polylactic acid （PLA）blends（with mass ratio of 90/10, 70/30, 50/50, 30/70 and 10/90） were investigated by molecular dynamics simulations. The diffusion coefficients were calculated based on Einstein relation. The influence of different probe radii on the fractional free volume, and the relationship between fractional free volume and diffusion coefficients were discussed. The results show that the larger the probe radii is, the smaller the fractional free volume becomes. With the same mass ratio of PET/PLA blend, the smaller the kinetic radius of diffusion molecular is, the larger the diffusion coefficients is, which integrates with the free volume theory. The barrier properties of PET/PLA blend is to be the best when the mass ratio is 70/30.

关 键 词：扩散系数 分子动力学模拟 自由体积 聚对苯二甲酸乙二醇酯 聚乳酸共混物 

分 类 号：O641[理学—物理化学]