通过分子动力学模拟理解EP(D)M中的结构-性质相关性

《Polymer Engineering & Science》：Understanding Structure–Property Correlations in EP(D)M Through Molecular Dynamics Simulations

乙烯丙烯基橡胶（EPM/EPDM）的分子结构、结晶度与力学性能关系通过分子动力学模拟研究，揭示了变形诱导结晶机制及材料失效机理，并复现了实验中的结构-性能关联。

　　

摘要

基于乙烯和丙烯的弹性体，即EPM和EPDM，是具有多种应用的重要技术材料。当乙烯含量较低时，这些弹性体呈现完全无定形状态；而当乙烯含量较高时，则呈现中等程度的半结晶状态。此外，EP(D)M在相对较低的变形程度下就会发生拉伸诱导结晶，这一过程也与乙烯含量有关。我们通过精心设计的分子动力学（MD）模拟来研究分子结构（尤其是分子结构、结晶度与机械性能之间的复杂相互作用）对EP(D)M物理性质的影响。我们制备了具有可控结晶度的样品，并监测了在大变形过程中发生的额外结晶现象，从而深入了解该材料的变形和失效机制。此外，通过精心设计的MD模拟还再现并解释了若干实验观察到的结构-性能相关性。

图形摘要

图中展示了两种初始结晶态EPM样品的构型，其乙烯含量为$$。初始晶体中的分子链用黄色标记，而在变形过程中新增加的分子链则用红色标记。