- 用于硫化橡胶脱硫过程能量分析之模型构建
- 2012年
- 双螺杆脱硫作为一种废旧橡胶脱硫的新方法、新技术,正引起越来越多的学者的关注。该脱硫方法属于一种热力双重作用脱硫方法,脱硫效果与温度和剪切力的选择密不可分。温度和剪切力提供了含硫键断裂所需的外部能量,所以含硫键断裂前后的系统能量变化问题是一个重要课题,而模型的建构则是最为关键的第一步。为此,构建了分别含2条链的天然橡胶(NR)、丁苯橡胶(SBR)以及8条链NR、SBR周期模型,其中主链与主链之间分别通过单硫、双硫、三硫键相连接(交联)。采用COMPASS力场,利用分子动力学方法,在一定的模拟条件下,对交联键断裂及未断裂系统进行了分子动力学模拟。根据分子动力学得出的能量数据,计算出交联键断裂前后的能量差。结果表明,2条链的NR模型获得的能量差数据存在较好的定性关系,在增加模拟时间和对模型通过周期性排列改善后,能量差数据更为合理。而对于2条链SBR模型和8条链SBR周期模型,由于非键能作用影响超过了断裂的键能,断裂能量数据不太稳定(出现负值且二硫键相关能量数据波动较大),说明这两种模型不太适合本课题研究。相对而言,8条链NR周期模型中平均单个键的能量差数据波动幅度不大,断裂能量差偏差较小,结果非常理想;而且,能量差大小与键能理论值顺序完全一致,说明8条链NR周期模型非常适合于研究硫化橡胶含硫键的断裂能量差。
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- 关键词：分子动力学硫化橡胶交联键断裂能
