表面接枝KH550的石墨烯改性聚二甲基硅氧烷熱力學性能的分子動力學模擬

編號：NMJS09365

篇名：表面接枝KH550的石墨烯改性聚二甲基硅氧烷熱力學性能的分子動力學模擬

作者：李亞莎 田澤 王璐敏 龐夢昊 曾躍凱 趙光輝

關(guān)鍵詞： 聚二甲基硅氧烷(PDMS) 硅烷偶聯(lián)劑 KH550 熱導率 擴散系數(shù) 分子動力學模擬

機構(gòu)： 三峽大學電氣與新能源學院

摘要： 為分析表面接枝有硅烷偶聯(lián)劑KH550的石墨烯對聚二甲基硅氧烷(PDMS)性能的影響,本工作采用分子動力學的方法對純PDMS、未接枝KH550的石墨烯改性PDMS,以及表面接枝KH550的石墨烯(接枝密度分別為6%和12%)改性PDMS進行建模,從微觀角度對比分析改性后PDMS熱力學性能的提升。模擬結(jié)果表明,在PDMS中摻雜石墨烯或在石墨烯表面接枝KH550后再與PDMS混合,均能改善PDMS熱導率、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、自由體積、均方位移及水分子的擴散系數(shù)和結(jié)合能等熱力學性能。在含水模型中,接枝密度為6%和12%的表面接枝KH550石墨烯改性PDMS相較于純PDMS 250 K熱導率分別提高25.6%和21.6%,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度分別提高70 K和77 K。對比接枝KH550的石墨烯改性PDMS的含水與不含水的模型可知,水分子能夠提高均方位移,降低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和減小自由體積,同時水分子擴散系數(shù)及結(jié)合能隨溫度與接枝密度的不同而有所差異。本研究的結(jié)果可為減少冰閃電壓對電力系統(tǒng)影響的實驗研究提供參考,同時對研發(fā)輸電線路融冰、疏水性材料提供理論支撐。