从分子动力学模拟的角度理解烯烃在聚乙烯中的溶解性

《Industrial & Engineering Chemistry Research》：Understanding Olefin Solubility in Polyethylene from a Molecular Dynamics Simulation Perspective

通过分子动力学模拟研究乙烯（ETH）和1-己烯（HEX）在聚乙烯（PE）中的吸附机制，发现ETH抑制HEX与PE的相互作用，而HEX促进ETH吸附。引入间接吸附项S_indirect，总ETH溶解度S_ETH= S direct + γS indirect。结果证实MD模拟可有效解析复杂多组分体系中吸附行为的分子机制。

　　

我们利用分子动力学（MD）模拟，在80°C和不同压力下研究了乙烯（ETH）和1-己烯（HEX）在聚乙烯（PE）中的吸附机制。模拟结果显示，ETH分子能够阻碍HEX与PE链之间的相互作用，从而减少HEX在PE链上的聚集。这可能解释了实验中观察到的ETH对HEX的“反溶剂效应”。相反，HEX可以通过作为载体来增强ETH的吸附，促进ETH与PE链末端的相互作用。这种共溶剂效应通过引入一个修正项S_indirect来体现，该修正项考虑了ETH通过HEX间接与PE相互作用的情况。因此，ETH的总溶解度表示为S_ETH = S_direct + γS_indirect，其中S_direct表示ETH直接与PE相互作用的情况，γ表示ETH同时与HEX和PE相互作用所产生的贡献。我们的研究结果表明，分子动力学为理解复杂多组分系统（如聚烯烃反应器中遇到的系统）中的吸附机制提供了强有力的见解。