注射成型發泡過程中溫度和剪切速率對CO_(2)擴散行為影響的分子動力學研究

作者：蔡恒芳,孫玲

摘要：為研究臨界CO_(2)輔助聚乳酸(PLA)注射成型發泡過程中,溫度和剪切速率對CO_(2)擴散行為影響。應用分子動力學模擬方法,以PLA和CO_(2)為研究對象,基于周期性邊界條件和SA算法,引入CAMPASS力場,構建PLA/CO_(2)擴散模型,對模型進行能量最小化處理。從溫度和剪切速率兩個方面研究在注射成型發泡過程中PLA主鏈活躍性、體系能量響應、均方回轉半徑對CO_(2)分子在PLA中擴散行為的影響。結果表明,CO_(2)擴散系數在不受剪切力作用時,隨著溫度升高而增大,溫度達到388 K時,CO_(2)擴散系數達到0.219 8×10^(-5) cm^(2)/s;受剪切力作用時,隨著剪切速率增大而增大;溫度為378 K,剪切速率為1 ps~(-1)時,擴散系數達到17.743 6×10^(-5) cm^(2)/s;PLA分子鏈所處環境溫度不斷提高,分子鏈能量升高,活躍性提高,CO_(2)分子擴散路徑增多,從而提高CO_(2)擴散速率;分子鏈所受剪切力不斷增大,分子鏈能量升高,活躍性提高,單個分子鏈從纏結網絡中剝離出來,沿剪切力方向形成流動取向,從而提高CO_(2)擴散速率。

發文機構：南昌大學機電工程學院

關鍵詞：聚乳酸超臨界二氧化碳分子動力學模擬注塑發泡擴散系數poly(lactic acid)supercritical carbon dioxidemolecular dynamics simulationinjection foam moldingdiffusion coefficient

分類號：