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随着科学技术的发展,人们对导热材料提出了新的要求,希望材料具有优良的综合性能。高导热高分子材料比传统金属材料具有耐腐蚀及质轻易得的优点,在工程上具有很好的应用前景。然而高导热高分子材料的制备是一个难点,其导热机理也尚未完全弄清楚。本文通过分子动力学方法研究了支链对聚乙烯(PE)链导热性能的影响。本文采用平衡态分子动力学(EMD)方法模拟分析了支链与主链垂直的聚乙烯链主链方向热导率与支链长度的关系。在模拟温度(60K)和主链长度为200个碳原子下,研究发现聚乙烯链在支链碳原子数≤5时热导率稳定在120W/m·K左右,在支链碳原子数≥10时热导率稳定在100W/m·K左右。将主链缩短20%,研究发现当支链碳原子数为1时热导率为78W/m·K;当支链碳原子数>1时热导率稳定在50W/m·K附近。本文采用非平衡态分子动力学(NEMD)方法模拟分析了带有支链的聚乙烯链支链连接处热导随支链长度的变化。研究表明当支链与主链垂直时,支链连接处热导随着支链碳原子数的增加而先线性减小,最后在支链碳原子数≥5时支链连接处热导稳定在一个定值。缩短主链长度10%、20%和30%,研究表明主链缩短的长度对热导几乎无影响;但在支链碳原子数为1时支链连接处热导相对原主链长度不变,支链碳原子数大于1时,支链连接处热导维持在相对于原长条件下较小的一个定值。研究表明当支链与主链平行粘接时,支链连接处的热导随着支链长度的增加而线性增加。缩短主链长度10%、20%和30%,研究表明主链缩短的长度对支链连接处热导几乎无影响且主链缩短后热导的变化规律及热导的值与原长近似相同。研究表明在支链连接处存在一个二面角转折且支链与主链垂直的关系下,随着支链碳原子数的增加,支链连接处的热导基本为一定值。缩短主链长度10%、20%和30%,研究表明主链缩短的长度对支链连接处热导几乎无影响且主链缩短后热导的变化规律及热导的值与原长近似相同。研究表明在支链连接处存在一个二面角转折且支链与主链平行粘接的关系下,随着支链碳原子数的增加,支链连接处热导随着支链碳原子数的增加而线性增加。缩短主链长度10%、20%和30%,研究表明主链缩短的长度对支链连接处热导几乎无影响,且主链缩短后热导仍然随着支链碳原子数的增加而线性增加,但主链缩短后的热导相对于未缩短时较大。