為能夠對交聯(lián)聚乙烯電纜半導電屏蔽材料選型提供一定的參考意見,采用分子動力學方法研究了聚乙烯（PE）與乙烯–醋酸乙烯酯共聚物（EVA）界面相的結構、界面結合能。研究結果表明:醋酸乙烯酯（VA）摩爾分數的不同能夠較為明顯地影響到PE/EVA界面相的結構以及界面結合能,即隨著VA摩爾分數從12%到40%變化,PE/EVA界面相的分子間徑向分布函數逐漸變小,界面相中的原子數密度逐漸降低,界面結合能減小。因此,較低VA摩爾分數的EVA樹脂更適合應用于交聯(lián)聚乙烯電纜的內半導電屏蔽層;較高VA摩爾分數的EVA樹脂更適合應用于交聯(lián)聚乙烯電纜的外半導電屏蔽層。 

【文章來源】：高電壓技術. 2016,42(11)北大核心EICSCD

【文章頁數】：8 頁

【部分圖文】：

PE以及EVA分子結構

采用該平臺中的Amorphous和Discover模塊對PE/EVA界面模型進行模擬研究。1.2模型構建1.2.1PE、EVA分子鏈模型構建考慮到計算機的硬件水平和模擬計算的時間，本文中的聚乙烯分子鏈和乙烯–醋酸乙烯酯共聚物的分子鏈聚合度均設置為20；本文中的PE/EVA中醋酸乙烯酯（VA）的摩爾分數分別設置為12%，18%，26%，32%和40%，如圖1所示�？紤]到初始建立的EVA分子構象較高的能量狀態(tài)，選用Discover/Minimize模塊的綜合優(yōu)化方法，對所構建的分子鏈初始結構進行能量最小化；然后采用退火模擬的方法，使構建的分子鏈構象穩(wěn)定。圖2為退火模擬后的分子鏈結構模型。1.2.2PE、EVA分子結構單元及界面模型構建1）PE分子結構單元在3維周期性邊界條件下，將構象穩(wěn)定的5根PE分子鏈裝入立方體元胞中。選用Discover/Minimize模塊的綜合優(yōu)化方法，對所構建(a)PE(b)EVA,12%VA(c)EVA,18%VA(d)EVA,26%VA(e)EVA,32%VA(f)EVA,40%VA—H原子；—C原子；—O原子圖1PE以及EVA分子結構Fig.1MolecularstructuresofPEandEVA(a)PE(b)EVA,12%VA(c)EVA,18%VA(d)EVA,26%VA(e)EVA,32%VA(f)EVA,40%VA—H原子；—C原子；—O原子圖2退火優(yōu)化后的PE以及EVA分子結構Fig.2MolecularstructuresofPEandEVAoptimizedbysimulationannealing的PE分子結構單元進行能量最小化。所構建的模型如圖3所示。

摩爾分數的PE/EVA體系界面處的分層消失的不太明顯；t=500ps時，各PE/EVA體系界面處的分層均變的模糊。由圖6可見，VA摩爾分數較低的PE/EVA界面處分層消失的速度與VA摩爾分數較高的PE/EVA界面處分層消失的速度相比較快。2.2醋酸乙烯酯摩爾分數對PE/EVA界面結構的影響界面模型中的分子鏈在時間t時的均方位移dMSD計算式為()MSD1012()(0)3iiNidRtRN=

【參考文獻】：
期刊論文
[1]高壓直流塑料電纜絕緣用納米改性交聯(lián)聚乙烯中的空間電荷特性[J]. 王霞,王陳誠,朱有玉,吳鍇,屠德民.  高電壓技術. 2015(04)
[2]高壓電力電纜護層電流在線監(jiān)測及故障診斷技術[J]. 袁燕嶺,周灝,董杰,史筱川,穆勇,唐澤洋,周承科.  高電壓技術. 2015(04)
[3]交聯(lián)氟硅橡膠玻璃化轉變溫度及力學性能的分子動力學模擬[J]. 張夢赟,王榮華,林也平,李素敏,付一政,劉亞青.  高分子材料科學與工程. 2015(04)
[4]直流與交流交聯(lián)聚乙烯電纜料絕緣特性的差異及其機理分析[J]. 陳錚錚,趙健康,歐陽本紅,李建英,李歡,王詩航.  高電壓技術. 2014(09)
[5]高壓/超高壓電力電纜關鍵技術分析及展望[J]. 周遠翔,趙健康,劉睿,陳錚錚,張云霄.  高電壓技術. 2014(09)
[6]乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（EVA）的性能及應用[J]. 楊鋼,李啟成,李雅明,盧偉,徐利平,王元欣.  膠體與聚合物. 2009(03)
[7]熱塑性EVA半導電屏蔽料的研制[J]. 蘇朝化,牛征.  塑料科技. 2009(05)
[8]具有高流動性的LLDPE/POE/CB半導電復合材料的研究[J]. 陳哲,黃興溢,江平開.  電線電纜. 2009(02)
[9]電纜半導電層介電性能對電場分布的影響[J]. 任成燕,嚴萍,王玨.  電氣應用. 2007(12)
[10]高性能聚合物聚氨酯酰亞胺的結構和性能的分子模擬[J]. 朱申敏,孫輝,程時遠,顏德岳.  高分子材料科學與工程. 2001(04)



本文編號：3220945