分子模擬研究氣體在含氟聚酰胺酰亞胺膜中的滲透行為.pdf

1、本文主要采用分子動(dòng)力學(xué)（MD）法和巨正則蒙特卡洛（GCMC）法，以COMPASS力場(chǎng)為勢(shì)能模型，利用Material Studio軟件分別對(duì)氣體分子在聚酰胺酰亞胺體系中的溶解和擴(kuò)散行為進(jìn)行了分子模擬。 首先從聚酰胺酰亞胺結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系出發(fā)，對(duì)主鏈結(jié)構(gòu)相似僅苯環(huán)取代位置不同的兩種聚酰胺酰亞胺體系進(jìn)行分子模擬。計(jì)算得到的體系的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和實(shí)驗(yàn)值較接近表明了模型的真實(shí)度。巨正則蒙特卡洛法計(jì)算得到的溶解度系數(shù)和實(shí)驗(yàn)值相差兩倍以內(nèi)，

2、動(dòng)力學(xué)計(jì)算得到的擴(kuò)散選擇性和實(shí)驗(yàn)值吻合較好。從分子層次對(duì)已有實(shí)驗(yàn)結(jié)果做出合理解釋和其他性質(zhì)模擬。研究了幾何構(gòu)象、單鍵旋轉(zhuǎn)能壘、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、自由體積以及主鏈的活動(dòng)性對(duì)CO2/CH4在該聚合物種中溶解和擴(kuò)散的影響。結(jié)果表明，苯環(huán)對(duì)位取代結(jié)構(gòu)可以破壞聚合物封裝，有較大的自由體積，可以同時(shí)獲得較好的滲透性和選擇性。 在分子模擬結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的基礎(chǔ)上，研究了五種二胺部分含有不同個(gè)數(shù)四氟乙烯片段的聚酰胺酰亞胺，利用分子動(dòng)力學(xué)法和GCMC