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[1]袁 泉,李云龙,王世杰?鄢,等.用分子动力学模拟研究丁二烯微观结构对丁腈橡胶物理机械性能的影响[J].合成橡胶工业,2022,2:95-99.
　YUAN Quan,LI Yun-long,WANG Shi-jie,et al.Studies on effect of butadiene microstructure on physical and mechanical properties of nitrile rubber by molecular dynamics simulation[J].China synthetic rubber industy,2022,2:95-99.
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用分子动力学模拟研究丁二烯微观结构对丁腈橡胶物理机械性能的影响(PDF)

《合成橡胶工业》[ISSN:1000-1255/CN:62-1036/TQ]

期数:
2022年2期
页码:
95-99
栏目:
出版日期:
2022-03-15

文章信息/Info

Title:
Studies on effect of butadiene microstructure on physical and mechanical properties of nitrile rubber by molecular dynamics simulation
作者:
袁 泉1; 李云龙2; 王世杰1?鄢; 崔健征1; 何恩球1
1. 沈阳工业大学 机械工程学院， 沈阳 110087； 2. 汕头大学 工学院， 广东 汕头 515063
Author(s):
YUAN Quan1; LI Yun-long2; WANG Shi-jie1; CUI Jian-zheng1; HE En-qiu1
1. School of Mechanical and Engineering, Shenyang University of Technology, Shenyang 110870, China; 2. School of Engineering, Shantou University, Shantou 515063, China
关键词:
丁腈橡胶; 分子动力学模拟; 物理机械性能; 丁二烯; 微观结构
Keywords:
nitrile rubber;  molecular dynamics simulation;  physical and mechanical property;  butadiene;  microstructure
分类号:
TQ 333.7
DOI:
DOI:10.19908/j.cnki.ISSN1000-1255.2022.02.0095
文献标识码:
B
摘要:
采用分子动力学模拟的方法对基于3种不同丁二烯键合结构建立的丁腈橡胶模型（A、B、C模型）进行了模拟计算，以考察丁二烯微观结构对丁腈橡胶物理机械性能的影响。采用恒定应变法计算模型的物理机械性能，然后将模型与铁原子层结合建立摩擦副模型，利用剪切模拟分析丁腈橡胶摩擦过程的磨损机理。结果表明，与A模型和C模型相比，B模型分子链含有5个反式-1，4-丁二烯单体和5个1，2-丁二烯单体，其弹性模量分别高13%和7%，摩擦系数下降18%和8%，该模型中乙烯基团增强了高分子基体的相互作用，且与顺式-1，4-丁二烯相比，反式-1，4-丁二烯更利于高分子基体结构的稳定。因此，B模型具有更优异的物理机械性能。
Abstract:
Three kinds of nitrile rubber (NBR) models (A, B and C model) with different butadiene bon-ding structures were simulated by molecular dynamics simulation to investigate the effect of butadiene microstructure on the physical and mechanical properties of NBR. The physical and mechanical properties of the model were calculated by the constant strain method, and then the friction pair model was established by combining the model with the iron atom layer. The wear mechanism of NBR friction process was analyzed by shear simulation. The results showed that compared with model A and model C, the molecular chain of model B contained five trans-1,4-butadiene monomers and five 1,2-buta-diene monomers. Its elastic modulus was 13% and 7% higher, and the friction coefficient was reduced by 18% and 8% respectively. In this model, vinyl group enhanced the interaction of polymer matrix. Compared with cis-1,4-butadiene, trans-1,4-buta-diene was more conducive to the stability of polymer matrix structure. Therefore, model B had better physical and mechanical properties.

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备注/Memo

备注/Memo:
国家自然科学基金青年科学基金资助项目（51903148）；中央引导地方科技发展专项（2020 JH 6/10500016）；广东省基础与应用基础研究基金资助项目（2021 A 1515012273）；汕头大学科研启动基金资助项目（NTF 19018）。
更新日期/Last Update: 2022-03-15