表 1。1 部分金属材料和高分子聚合物物性参数 (常温 300 K)

(W/(m·K))

密度(kg/m3) 杨氏模量

(GPa) 价格*(万元/ 吨)

铁 80。4 7。874 211 0。25

20G 钢 50。2 7。85 211 0。51

304 不锈钢 16。3 8。03 193 1。21

铝 227。9 2。70 70 1。06

铜 362。9 8。96 110-128 3。54

聚乙烯 (PE) 0。13-0。5 0。91-0。96 0。172-0。379 0。89-0。91

聚丙烯 (PP) 0。15-0。24 0。855-0。946 0。19-0。20 0。67-0。68

聚氯乙烯 (PVC) 0。14-0。28 1。3-1。45 0。3378 0。46-0。48

聚氟乙烯 (PVF) 0。13-0。25 2。0-2。2 0。5 7-7。5

*为 2016 年 1 月国内市场行情

1。2 国内外研究现状

1。2。1 高分子聚合物材料参杂的实验研究

1。2。2 有序化高分子聚合物实验研究

研究内容及目的

本文主要采用分子模拟的方法研究了有序化聚乙烯和聚丙烯高分子聚合物材料的机械性 能和导热性能，主要内容如下：

1。建立聚乙烯和聚丙烯的单链几何模型，ReaxFF 和 Coarse-Grained 力场的力场模型以及 高分子聚合模块模型。同时确定分子模拟过程的系综条件、边界条件及控温控压方法，以及 热导率的计算方法和杨氏模量的计算方法。

2。采用化学反应动力学 ReaxFF 力场为参照拟合出适合大分子量聚合物分子模拟的

MARTINI 力场（CG 势场），分别确定 CG 力场中对材料物理性能具有影响的因子,包括：lennard-jones 势能系数 ε 值，harmonic 势键能系数 Kb 值以及键角势能系数 Kθ 值，分析了力场 中的系数对高分子聚合物物理性能的影响，并与 ReaxFF 力场模拟结果进行对比比较。

3。本文采用拟合获得的 CG 力场对聚乙烯聚丙烯高分子聚合物材料进行建模，获得与实 际高分子材料相符合的乱序结构高分子模块，研究其受应力拉伸时的力学性能验证所得力场 的准确性。最后，我们还使用 Müller-Plathe 的方法研究其在受不同应力和不同环境温度情况 下材料导热系数的变化趋势，探讨了影响该材料导热性能的因素，并提出了相应的解决措施 和后续科研计划。

本文对高分子聚合物物理性能及传热性能的 MD 模拟研究，探究了高分子聚合物受应力形 变和传热的本质，为其变化过程的预测提供依据，对高分子聚合物物理性能的提高起到一定 的指导作用。