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·1472· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

2.6.4 径向分布函数 为 2.76、7.56 和 6.55，可以判断出体系中主要存在
径向分布函数 g(r)是反映材料微观结构的物理 氢键作用，且相互作用力 TPU/Leu-2＞TPU/Leu-3
量，用来表示某一粒子周围距离为 r 的范围内其他 ＞TPU/Leu-1。
粒子的分布情况。一般来说，出现小于 0.3 nm 的峰 2.7 腐蚀粒子在可剥离膜中的扩散
说明分子链是有序的结晶体系，而出现大于 0.3 nm 2.7.1 平衡判据及模型
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的峰则代表分子链属于无序的无定形态。分子间的 将 TPU、Leu、KH-560、E44 以及腐蚀粒子 Cl 、
非键合相互作用主要包括静电力、氢键作用以及范 H 2 O 作为模拟的研究对象，运用 Amorphous Cell 中
德华力，氢键作用范围为 r=0.26~0.31 nm，范德华 的 Construction 模块构建含有 TPU、Leu、KH560、
+
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力作用范围是 r=0.31~0.50 nm。图 9 为 TPU/Leu-1、 E44 单条分子链，含有一个 Na 和 Cl 的 TPU/Leu/
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TPU/Leu-2 和 TPU/Leu-3 复合体系的径向分布函 NaCl/H 2 O 体系（1 ）、TPU/Leu/KH560/NaCl/H 2 O 体
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数。可以看到，3 种复合体系的 N—O 径向分布曲 系（2 ）和 TPU/Leu/E44/NaCl/H 2 O 体系（3 ）的无
线在 r=0.37 nm 处出峰，峰值分别为 7.73、10.01 定型分子链模型，模型周期性边界条件分别为：1.61
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和 9.35，且 3 种复合体系的 g(r)曲线基本保持一 nm× 1.61 nm×1.61 nm(1 )、1.66 nm×1.66 nm×
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致，这说明复合体系中 N 和 O 之间范德华力几率 1.66 nm(2 )和 1.70 nm×1.70 nm×1.70 nm(3 )。图 10
密度较大，不存在氢键作用，分子间相互作用力 为扩散模型(白色为 H 原子，灰色为 C 原子，红色
TPU/Leu-2＞TPU/Leu-3＞TPU/Leu-1。3 种复合体 为 O 原子，蓝色为 N 原子，绿色为 Cl 原子，紫色
系的 N—N 径向分布曲线在 r=0.23 nm 处 g(r)分别 为 Na 原子)。

图 9 3 种可剥离膜原子与原子间的径向分布函数
Fig. 9 Radial distribution function between atoms of three strippable films

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1 —TPU/Leu/NaCl/H 2O；2 —TPU/Leu/KH560/NaCl/H 2O；3 —TPU/Leu/E44/NaCl/H 2O
图 10 不同可剥离膜的扩散模型
Fig. 10 Simulation model of particle diffusion in strippable films

2.7.2 腐蚀粒子在可剥离膜中的自扩散性能 化越大，扩散能力越强，耐腐蚀性能越差。图 11 为
MD 模拟中常用均方位移（MSD）曲线来反映 添加增容剂前后可剥离膜的 MSD 曲线。可以看出，
腐蚀粒子运动位移的大小，可以通过自扩散性能来 3 种可剥离膜的 MSD 均随着模拟时间的增加不断上
表征腐蚀粒子的扩散。MSD 曲线的斜率越小说明腐 升。这可能是因为，可剥离膜自身在进行扩散运动
蚀粒子在膜内运动的扩散能力越弱，即防腐蚀效果 时，会对膜内孔洞的稳定性造成一定的影响，这种
越好；反之，曲线的坡度越陡表明腐蚀粒子运动变 孔洞的变化造成腐蚀粒子在可剥离膜表面以及膜内