水分子在石墨烯增强环氧树脂防腐涂层扩散的分子动力学模拟

孙伟松^1,2，于思荣¹，姚新宽²，徐海亮²，钱冰²，王冰姿²

1. 中国石油大学(华东)材料科学与工程学院2. 淄博市特种设备检验研究院

摘 要：通过Materials Studio软件建立了石墨烯增强DGEBA/3,3’-DDS交联型环氧树脂模型,采用分子动力学模拟方法研究水分子在不同含量石墨烯（0%,1.1%,2.3%,3.0%,4.2%和5.8%,质量分数）增强的环氧树脂防腐涂层内部的扩散过程,为实际环氧树脂防腐涂层的改性提供理论指导。结果表明,水分子在环氧树脂中以氢键结合的"束缚水"和内部微孔中存在的"自由水"两种形式存在,水分子在其内部的扩散主要表现为由自由水的扩散过程,扩散系数随着温度的升高而增大;石墨烯的引入使得水分子的均方位移变化在整个模拟过程中趋于稳定,提高了环氧树脂的阻隔性能,当石墨烯含量为4.2%时,阻隔性能最佳。

关键词：石墨烯增强环氧树脂;分子动力学模拟;水分子;扩散;阻隔性能;