聚丙烯腈在不同溶剂中的分子动力学模拟

梅林玉^1,2,3，张梦赟^1,4，林也平^1,4，付一政^1,4，刘亚青^1,4

1. 中北大学山西省高分子复合材料工程技术研究中心2. 中北大学机械与动力工程学院3. 中北大学化工与环境学院4. 中北大学材料科学与工程学院

摘 要：用分子动力学模拟方法在333 K对聚丙烯腈（PAN）与二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基乙酰胺（DMAc）、碳酸亚乙酯（EC）和N-甲基吡咯烷酮（NMP）4种不同溶剂形成的溶液进行了研究。从模拟4种溶液体系得到的平衡快照可见,PAN在EC中有最伸展的构象;PAN在各溶剂中的回转半径（Rg）大小顺序为Rg（EC）>Rg（DMF）>Rg（DMAc）>Rg（NMR）;PAN链在EC中的分子内N-N原子间径向分布函数（RDF）峰值较在其它溶剂中小,且PAN与EC的分子间RDF峰值最大,PAN与EC之间有最强的相互作用;PAN的均方位移（MSD）曲线显示,PAN链在EC中的移动性最差,说明PAN在EC中的特性黏度最大。以上结果表明,在333 K时,4种溶剂对PAN的溶解能力顺序为EC>DMF>DMAc>NMP。

关键词：分子动力学;聚丙烯腈;回转半径;径向分布函数;均方位移;