Relación estructura-rendimiento del poliuretano acuoso basada en dinámica molecular y contribución de unidades estructurales

Jia-yi Jiang ,  

Zhou-yi Wang ,  

Shi-bo Hong ,  

Hao Long ,  

Xu Ji ,  

Li Zhou ,  

摘要

Debido a la complejidad de la relación "estructura-rendimiento" de los materiales de poliuretano acuoso, la falta de claridad en los mecanismos microscópicos y la dependencia del desarrollo tradicional en el ensayo y error, este estudio propone un método de investigación basado en la simulación molecular y el método de contribución de unidades estructurales combinado. Primero, se utiliza una estrategia de diseño modular para descomponer el sistema complejo de poliuretano, obteniendo los parámetros termodinámicos clave de los componentes mediante simulación de dinámica molecular. Segundo, basado en el método de contribución de unidades estructurales, se construye un método de cálculo "formulación-propiedad", logrando una correlación cuantitativa desde la unidad estructural microscópica hasta la movilidad del segmento de cadena. Finalmente, combinando análisis de estructura-propiedad y validación experimental, se establece una estrategia de regulación del rendimiento del material. Basado en casos específicos, se resumen sistemáticamente tres tipos típicos de comportamiento mecánico de poliuretano: "alta resistencia y alta tenacidad", "alta rigidez y alta fragilidad" y "equilibrio de rigidez y tenacidad", así como sus mecanismos de control microscópico, proporcionando una referencia metodológica para el diseño optimizado y la regulación direccional del rendimiento de materiales de poliuretano acuoso.

关键词

poliuretano acuoso;simulación de dinámica molecular;temperatura de transición vítrea;método de contribución de unidades estructurales;relación estructura-rendimiento

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