基于分子动力学模拟研究聚合物链排列对多层聚合物薄膜阻隔性能的影响

来源期刊：高分子材料科学与工程2020年第2期

论文作者：张超 石美浓 张有忱 程礼盛 焦志伟 杨卫民

文章页码：90 - 201

关键词：聚丙烯;微纳层叠挤出;分子动力学模拟;小分子扩散路径;

摘    要：通过微纳层叠挤出技术制备聚丙烯(PP)多层膜,利用分子动力学模拟从微观分子链取向状态探究多层结构对PP薄膜阻隔性能的影响。实验结果表明,与PP单层膜相比,PP多层膜的阻隔性能明显提升,其氧气透过系数和水蒸气透过系数分别下降了23.9%和86.4%。通过分子动力学模拟构建了PP单层膜和多层膜的渗透率模型,通过渗透率模型比较了小分子通过PP单层膜和多层膜的扩散路径。结果发现,与PP单层膜相比,PP多层膜界面处的二维分子链取向使得其内部小分子扩散路径更加曲折,这是PP多层膜具有良好阻隔性能的重要原因之一。同时,通过PP单层膜与多层膜力学性能的对比实验分析,验证了渗透率模型的准确性。