为研究聚合物力学和电学性能变化的微观机理,利用Materials Studio(MS)软件建立了聚乙烯分子结构模型。通过施加预直流电场作用,研究了分子链段运动产生的能量和自由体积变化对微观结构、力学性能和击穿性能的影响。模拟结果表明:在预直流电场作用下,聚合物分子链段出现局部有序排列现象,并且随着电场强度(简称场强)由5.20×102 MV/m增加到5.00×10~3 MV/m,自由体积出现先降低再升高的变化趋势,在场强为5.20×102MV/m处出现0.95 nm3的极小值;而当场强增加至2.60×10~3 MV/m时,化学键C—H键断裂,并产生新的化学键C=C键,进而形成低密度劣化区。材料内自由体积和化学键的变化从根本上改变了聚合物的微观结构,影响其力学性能和电学性能,进而使杨氏模量和击穿场强在场强为5.20×10~2 MV/m处分别出现7.50 GPa和11.52×10~3 MV/m的极大值,与未经预直流处理的聚合物相比,分别增长了66%和29%。研究成果可为高压电缆的绝缘设计提供参考击穿性能的影响-数控滚圆机滚弧机张家港电动钢管滚圆机滚弧机液压折弯机,也同为在预电应力作用下聚合物的击穿性能模拟提供借鉴。并借此研究聚合物力学性能和击穿性能的研究至今鲜见报道。   

转载 本文通过软件模拟在正预直流电场作用下分子链的运动与裂解过程，并讨论了分子结构与自由体积和能量之间的相互联系，揭示了微观结构与力学性能及耐电强度之间的关系，可为今后的实验研究提供有效的方法和理论依据。1计算方法1.1力场选择与模型构建MS软件中普适力场(UFF)能够从原子角度模拟周期表内所有元素构成的多种模型[12]，故本文选择该力场对聚乙烯模型进行动力学研究。利用2条150烷烃链建立非晶结构的聚乙烯(PE)模型，如图1所示。图1中深色和浅色圆球分别代表碳、氢原子，长链为PE的C—C链。1.2模拟细节为了消除不同环境条件造成的实验结果偏差，将构建的PE模型分别在正则系综(NVT系综)[13]和等温等压系综(NPT系综)[14]下进行分子动力学模拟。在此基础上，为了更好地观察施加正预直流电场对PE体系性能的影响，本文采用Dmol3模块在室温下沿Z轴方向分别加载和5由于在模拟温度范围内PE始终处于固态，压强基本不影响其性能[18]，因此采用计算量较小的NVT系综即可。在材料的力学性能参数计算过程中，采用ForciteTools模块的机械性能模拟程序s在恒定应力作用下对模型进行单轴拉伸与纯剪切的弹性形变，其中最大应变为0.003，压强为1个大气压(101kPa)，而最大迭代次数为10000。2结果与讨论在本课题前期 击穿性能的影响-数控滚圆机滚弧机张家港电动钢管滚圆机滚弧机液压折弯机    转载