基于分子动力学的相变微胶囊与沥青相容性及增强机理研究

来源：中国血液净化杂志2020年第10期北京时间：

作者：任永祥, 郝培文, 赵超志, 仵涛, 李德文

单位：1. 长安大学 公路学院, 陕西 西安 710064;2. 许昌职业技术学院 建筑工程学院, 河南 许昌 461000;3. 陕西省交通建设集团公司, 陕西 西安 710075"],"fundList_en":["Key Scientific Research Project of Higher Education of Henan Province (19A580002); Scientific Research Project of Department of Transport of Shaanxi Province (15-11K)

摘要：微胶囊法是相变材料（PCM）封装的一种重要手段，为了改善加入相变微胶囊后沥青路面的低温性能，采用分子动力学方法，对相变微胶囊的相变机制、与沥青共混后的相容性和抗拉强度等进行模拟分析。对沥青四组分（As，R，S，Ar）、三聚氰胺甲醛树脂（MF）、沥青四组分与MF共混体系、沥青四组分与石墨烯（CG）共混体系、MF与CG共混体系、沥青体系、沥青与MF共混体系、沥青与CG共混体系等17个分子体系分别进行了溶度参数和内聚能密度计算，分析了MF，CG与沥青四组分之间的相容性变化规律，评价了MF，CG对沥青四组分抗拉强度的影响。对以MF为壁材、正十四烷为芯材的3种不同微观结构PCM分子模型和以石墨烯复合三聚氰胺甲醛树脂（CGMF）为壁材、正十四烷为芯材的2种不同微观结构PCM分子模型进行了升温过程相变性能模拟研究，分析了壁材厚度、芯材体积大小对PCM相变性能的影响，并比较了不同种类壁材PCM的热效率。通过对CGMF为壁材的PCM降温过程的相变性能模拟研究，进一步分析了CG对PCM热效率的影响。研究结果表明：采用CGMF为壁材制备PCM，可以提升PCM的热效率，CGMFPCM2031的能量效率比MFPCM2026平均增加141.15%，在沥青体系中加入CGMF为壁材的PCM，可以提高沥青组分之间的相容性和抗拉强度，有利于增强沥青体系的低温抗裂性能。

关键词：道路工程,相变微胶囊,分子动力学,石墨烯,相容性,抗拉强度

基金资助：河南省高等学校重点科研项目（19A580002）；陕西省交通运输厅科研项目（15-11K）