發(fā)布時(shí)間：2023-12-26 18:28

　　靜電紡絲是一種利用高壓電場將溶液或熔體加工成纖維的制造技術(shù),具有廣泛的應(yīng)用前景�，F(xiàn)有的有關(guān)靜電紡絲的理論非常不完善,難以很好地指導(dǎo)靜電紡絲工藝創(chuàng)新和優(yōu)化。為此,本文基于聚丙烯的全原子模型和可極化粗粒度模型,利用分子動(dòng)力學(xué)模擬,從分子水平上,研究了熔體靜電紡絲的電場力形成和作用機(jī)制。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)模擬了聚丙烯熔滴在強(qiáng)電場中的誘導(dǎo)極化效應(yīng)及形變行為,分析了電場強(qiáng)度對(duì)熔滴的誘導(dǎo)偶極矩、形狀、尺寸和微觀結(jié)構(gòu)的影響。模擬結(jié)果表明,強(qiáng)電場能夠誘導(dǎo)熔體產(chǎn)生極化形成誘導(dǎo)偶極,并且這種誘導(dǎo)極化的偶極矩會(huì)隨著電場強(qiáng)度的增強(qiáng)而線性增大。電場的施加不會(huì)對(duì)熔滴的形狀產(chǎn)生顯著影響但能導(dǎo)致熔滴膨脹,并且在垂直于電場的方向上膨脹得更大。這種行為的產(chǎn)生可能跟電場誘導(dǎo)聚丙烯主鏈上的側(cè)鏈進(jìn)行取向進(jìn)而導(dǎo)致主鏈在垂直于電場的方向發(fā)生伸展有關(guān)。這些結(jié)果進(jìn)一步說明,電場對(duì)熔體的誘導(dǎo)極化效應(yīng)并不能在電場方向上形成足以拉伸熔體發(fā)生顯著變形的電場力。因此,電場對(duì)聚合物熔體的誘導(dǎo)極化效應(yīng)并不是熔體靜電紡絲的主要作用機(jī)制。(2)模擬研究了電子、陰離子和陽離子在聚丙烯熔滴表面的吸附行為,分析了帶電量、近程對(duì)勢(shì)相互作用參數(shù)、帶電...

【文章頁數(shù)】：114 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 靜電紡絲技術(shù)概況
        1.2.1 靜電紡絲技術(shù)基本理論
        1.2.2 熔體靜電紡絲基本理論
        1.2.3 靜電紡絲工藝研究
        1.2.4 靜電紡絲設(shè)備研究
    1.3 靜電紡絲納米纖維的應(yīng)用
        1.3.1 功能性高效過濾及防護(hù)材料
        1.3.2 生物醫(yī)藥應(yīng)用
        1.3.3 組織工程支架
        1.3.4 電池材料
        1.3.5 食品包裝
        1.3.6 傳感器
        1.3.7 催化劑
    1.4 分子模擬
        1.4.1 分子動(dòng)力學(xué)模擬
        1.4.2 全原子分子動(dòng)力學(xué)模擬
        1.4.3 粗粒度分子動(dòng)力學(xué)模擬
        1.4.4 LAMMPS分子模擬軟件介紹
    1.5 研究內(nèi)容與研究目標(biāo)
        1.5.1 研究內(nèi)容
        1.5.2 研究目標(biāo)
    1.6 特色與創(chuàng)新之處
第二章 熔體靜電紡絲的電場力作用機(jī)制分析
    2.1 引言
    2.2 漏電介質(zhì)理論
    2.3 修正的漏電介質(zhì)理論
    2.4 微觀結(jié)構(gòu)與分子動(dòng)力學(xué)研究
    2.5 綜合分析
    2.6 小結(jié)
第三章 聚丙烯熔滴在強(qiáng)電場中的形變模擬
    3.1 引言
    3.2 模型與模擬細(xì)節(jié)
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 電場強(qiáng)度對(duì)熔滴偶極矩的影響
        3.3.2 電場強(qiáng)度對(duì)熔滴形狀的影響
        3.3.3 電場強(qiáng)度對(duì)熔滴尺寸的影響
        3.3.4 電場強(qiáng)度對(duì)熔滴微觀結(jié)構(gòu)的影響
    3.4 小結(jié)
第四章 聚丙烯熔滴與電荷間的相互作用模擬
    4.1 引言
    4.2 模型與模擬細(xì)節(jié)
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 吸附量的確定方法
        4.3.2 陰離子吸附
        4.3.3 陽離子吸附
        4.3.4 電子吸附
    4.4 結(jié)論
第五章 聚丙烯可極化粗粒度模型的構(gòu)建
    5.1 引言
    5.2 溫度可遷移的聚丙烯粗粒度模型
        5.2.1 聚丙烯的常規(guī)粗粒度模型
        5.2.2 溫度可遷移粗粒度模型構(gòu)建方法
        5.2.3 鏈節(jié)A間對(duì)勢(shì)參數(shù)的確定
        5.2.4 鏈節(jié)C間對(duì)勢(shì)參數(shù)的確定
        5.2.5 鏈節(jié)A與C間對(duì)勢(shì)參數(shù)的確定
        5.2.6 鏈節(jié)B間對(duì)勢(shì)參數(shù)的確定
        5.2.7 鏈節(jié)B與C間對(duì)勢(shì)參數(shù)的確定
        5.2.8 鏈節(jié)A與B間對(duì)勢(shì)參數(shù)的確定
        5.2.9 聚丙烯粗粒度鏈節(jié)對(duì)勢(shì)參數(shù)的驗(yàn)證
    5.3 聚丙烯可極化粗粒度模型的構(gòu)建
        5.3.1 Drude可極化粗粒度模型框架
        5.3.2 聚丙烯可極化粗粒度模型參數(shù)的確定
        5.3.3 模型的驗(yàn)證
    5.4 小結(jié)
第六章 電場驅(qū)動(dòng)電子在聚丙烯熔體中遷移的研究
    6.1 引言
    6.2 模型與模擬細(xì)節(jié)
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 電子在熔體中的擴(kuò)散行為
        6.3.2 電子在熔體中受電場驅(qū)動(dòng)的遷移行為
        6.3.3 電子在聚丙烯納米流體中受電場驅(qū)動(dòng)的遷移行為
    6.4 結(jié)論
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
作者及導(dǎo)師簡介
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本文編號(hào)：3875296