基于密度泛函理论的外电场下盐交联聚乙烯分子的结构及其特性

• 作者: 刘国成 徐程 李亚莎 谢云龙 黄太焕
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 交联聚乙烯 外电场 密度泛函 反应活性
• 年，卷（期）: 2018,（18）
• 所属期刊栏目: 原子和分子物理学
• 页码范围: 46-57
• 页数: 12页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.67.20180808

摘要

交联聚乙烯是主要的高压电缆绝缘材料.为了研究外电场对盐交联分子结构的影响,本文对Zn原子使用def2-TZVP基组,C,H,O原子使用6-31G(d)基组,运用明尼苏达密度泛函(M06-2X)对交联聚乙烯分子进行优化得到了它的稳定结构.并研究了不同外电场(0—0.020 a.u.,1 a.u.=5.142×1011 V/m)作用下盐交联聚乙烯分子结构和能量变化,外电场对前线轨道的能级和成分的影响,原子之间的键级、断键和红光光谱的变化.研究结果表明:随着电场的增大,交联聚乙烯分子从空间网状结构逐渐变成线性结构,总能量降低,但势能增大,偶极矩和极化率升高,交联聚乙烯分子的稳定性随着电场的增大而降低;最高占据轨道能级持续增大,最低空轨道能级从0.011 a.u.电场开始持续降低,能隙持续降低,临界击穿场强为11.16 GV/m;沿电场方向聚乙烯链端表现出亲核反应活性,它的C—C键更容易断裂,形成甲基碳负离子,逆电场方向聚乙烯链端表现出亲电反应活性,它的C—H键更容易断裂形成H正离子;分子红外光谱高频区吸收峰明显红移,低频区吸收峰既有红移又有蓝移.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	李亚莎	三峡大学电气与新能源学院	43	48	4.0	6.0
2	刘国成	三峡大学电气与新能源学院	11	11	2.0	3.0
3	谢云龙	三峡大学电气与新能源学院	11	9	2.0	3.0
4	徐程	三峡大学电气与新能源学院	8	11	2.0	3.0
5	黄太焕	三峡大学电气与新能源学院	6	6	2.0	2.0