分子模擬研究氣體在含氟聚酰胺酰亞胺膜中的滲透行為.pdf

1、本文主要采用分子動力學（MD）法和巨正則蒙特卡洛（GCMC）法，以COMPASS力場為勢能模型，利用Material Studio軟件分別對氣體分子在聚酰胺酰亞胺體系中的溶解和擴散行為進行了分子模擬。 首先從聚酰胺酰亞胺結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系出發(fā)，對主鏈結(jié)構(gòu)相似僅苯環(huán)取代位置不同的兩種聚酰胺酰亞胺體系進行分子模擬。計算得到的體系的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和實驗值較接近表明了模型的真實度。巨正則蒙特卡洛法計算得到的溶解度系數(shù)和實驗值相差兩倍以內(nèi)，

2、動力學計算得到的擴散選擇性和實驗值吻合較好。從分子層次對已有實驗結(jié)果做出合理解釋和其他性質(zhì)模擬。研究了幾何構(gòu)象、單鍵旋轉(zhuǎn)能壘、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、自由體積以及主鏈的活動性對CO2/CH4在該聚合物種中溶解和擴散的影響。結(jié)果表明，苯環(huán)對位取代結(jié)構(gòu)可以破壞聚合物封裝，有較大的自由體積，可以同時獲得較好的滲透性和選擇性。 在分子模擬結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的基礎(chǔ)上，研究了五種二胺部分含有不同個數(shù)四氟乙烯片段的聚酰胺酰亞胺，利用分子動力學法和GCMC