本文選題：聚偏氟乙烯(PVDF)　切入點(diǎn)：納米通道　出處：《天津工業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：聚偏氟乙烯(PVDF),具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、耐熱性、機(jī)械穩(wěn)定性,是一種性能優(yōu)良的新型聚合物膜材料。對PVDF進(jìn)行親水化改性,提高材料的抗污染能力是膜科學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。然而,從理論上解釋膜材料表面微觀結(jié)構(gòu)同膜親水性、抗污染能力間的關(guān)聯(lián)機(jī)制,仍有待研究。隨著科技的發(fā)展與計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大,將傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)應(yīng)用于計(jì)算機(jī)中模擬已成為趨勢,既能減少不必要的資源浪費(fèi),又能否定一部分不合理的實(shí)驗(yàn)猜想,在模擬過程中達(dá)到預(yù)期目的。本文采用分子動(dòng)力學(xué)模擬方法,建立PVDF模型,并針對其性能,對流體在納米級別的PVDF膜通道內(nèi)的運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行了計(jì)算研究。采用納米通道模型,模擬流體在PVDF納米通道內(nèi)的運(yùn)動(dòng),有利于研究流體流動(dòng)的表面效應(yīng),研究流體在納米通道內(nèi)的表面親潤性、非對稱通道內(nèi)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、流體的運(yùn)動(dòng)特性以及膜表面性質(zhì)改變對流體的影響。本文利用Material Studio 6.0軟件Dmol3模塊建立PVDF晶體模型并對其幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化處理。隨后結(jié)合文獻(xiàn)建立力場參數(shù),升高溫度對PVDF膜進(jìn)行燒結(jié)處理,再通過逐步降溫得到熔融態(tài)的膜通道體系。通過LAMMPS軟件進(jìn)行分子動(dòng)力學(xué)模擬,結(jié)果表明:熔融態(tài)的PVDF膜表面流體分子分布更均勻,并且親水性得到改善;甲醇溶液與水溶液對膜表面性質(zhì)的影響不明顯;不同孔徑的PVDF納米通道對溶液分子在孔道的分布有一定的影響,孔徑增大,孔徑對流體的抑制作用就會(huì)降低,溶液分子分布越易趨于均勻。
[Abstract]:Polyvinylidene fluoride (PVDF) has good chemical stability, heat resistance and mechanical stability. It is a new type of polymer membrane material with excellent properties. It is a hot issue in the field of membrane science to improve the anti-fouling ability of materials. However, the correlation mechanism between the surface microstructure of membrane materials and membrane hydrophilicity and anti-fouling ability is theoretically explained. With the development of science and technology and the expansion of computer application field, it has become a trend to apply traditional experiments to computer simulation, which can not only reduce unnecessary waste of resources, but also negate some unreasonable experimental conjectures. In this paper, the PVDF model is established by using molecular dynamics simulation method, and the motion process of fluid in PVDF film channel at nanometer level is calculated and studied according to its performance. Simulating the movement of fluid in PVDF nanochannel is beneficial to study the surface effect of fluid flow, the surface hydrophilicity of fluid in the nanochannel, and the motion law in asymmetric channel. In this paper, Material Studio 6.0 Dmol3 module is used to establish the PVDF crystal model and optimize its geometric structure. Then, the force field parameters are established in combination with the literature. The PVDF membrane was sintered by increasing the temperature, and then the melt channel system was obtained by decreasing the temperature step by step. The molecular dynamics simulation was carried out by LAMMPS software. The results showed that the fluid molecules on the surface of the PVDF film in the molten state distributed more evenly. The hydrophilicity was improved, the effect of methanol solution and aqueous solution on the surface properties of the membrane was not obvious, and the distribution of solution molecules in the channel was influenced by different pore sizes of PVDF nanochannels, and the pore size was increased. The inhibition of pore size on the fluid will be reduced, and the distribution of solution molecules tends to be uniform.
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TQ051.893

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本文編號：1628736