采用分子动力学模拟技术研究聚乙烯/脲醛树脂复合材料中水分的扩散

张艳芳¹，杜泓志¹，李后英¹，方健²，林翔²，顾春晖²

1. 重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室2. 广州供电局有限公司

摘 要：以脲醛树脂（PUF）作为壁材,双环戊二烯（DCPD）作为芯材的微胶囊掺杂进聚乙烯（PE）材料,可实现材料的自修复功能,但掺杂微胶囊会影响PE材料的性能。采用分子动力学模拟技术设计了3个不同PUF浓度的PE/PUF掺杂模型和1个嵌入纳米SiO₂的掺杂模型,经分子动力学计算分析其密度、自由体积分数,以及水分在材料内部的均方位移和扩散系数。结果表明:随着PUF掺杂浓度的增加,PE/PUF复合材料的密度逐渐增大,自由体积分数逐渐减小,且水分扩散逐渐加快;掺杂纳米SiO₂可以抑制PE/PUF复合材料中水分的扩散。

关键词：聚乙烯;脲醛树脂;纳米SiO₂;水分扩散;分子动力学模拟;