基于ReaxFF分子动力学的CE与PS共热解协同效应研究

张艳, 曹志强, 解海卫, 司国炯

塑料科技 ›› 2025, Vol. 53 ›› Issue (06) : 27-34. DOI: 10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.06.005

基于ReaxFF分子动力学的CE与PS共热解协同效应研究

  • 张艳, 曹志强, 解海卫, 司国炯
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摘要

采用ReaxFF分子动力学模拟深入探究纤维素(CE)和聚苯乙烯(PS)的共热解特性,分析两者在共热解过程中的相互作用与协同机制。结果表明,两种物质在热解过程中存在显著差异和协同作用。CE的热解产物主要由液体和气体组成;PS热解生成以苯乙烯为主的液体产物,在2 000 K时,其液体产物产率达到最大值97%。PS能够促进CE向小分子产物转化,从而提高气体产物产率,特别是含碳原子数为2的分子生成量明显增加。同时,CE也能够促进PS的分解,在1 800 K时,效果最显著。在共热解过程中,协同效应对产物具有选择性,对CH2O的生成起到正协同作用,但对CO2的生成起到抑制作用。CE与PS热解产生的自由基与中间体之间的化学反应影响产物的分布,特别是羟基与醛基等官能团促进了分子链的断裂与重组。此外,密度泛函理论计算表明,CE与PS分子间存在静电相互作用。

关键词

ReaxFF / 纤维素 / 聚苯乙烯 / 共热解 / 协同作用

中图分类号

TQ325.2 / TQ352.79

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张艳, 曹志强, 解海卫, 司国炯. 基于ReaxFF分子动力学的CE与PS共热解协同效应研究. 塑料科技. 2025, 53(06): 27-34 https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.06.005

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天津市技术创新引导专项(24YDTPJC00340)

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