为更深入地在微观角度上研究变压器绝缘纸老化机理,利用分子动力学仿真,对不同温度下纤维素无定形区的热力学性质进行了研究。结果表明:纤维素无定形区为各向同性弹性材料,其弹性系数和各模量随着模拟温度的升高均有减小的趋势,与晶区相比,温度对其影响较大;无定形区的刚性随温度升高出现较大减弱;随着温度升高,无定形区内氢键数量减少,并且分子内氢键数目较分子间氢键数目下降快。对比晶区内的氢键数目在相同模拟温度下的极小变化,可知纤维素的老化首先是从纤维素的无定形区内分子间的氢键被破坏开始的。随模拟温度的升高,纤维素分子链运动加剧,但其末端距无明显变化。温度对纤维素无定形区的力学性质和氢键的影响从分子层次上阐明了纤维素绝缘老化实验中结晶度升高及无不定形区先行老化的微观机理。 近年来，利用新兴的研究技术和手段研究变压器绝缘材料的老化逐渐兴起，并取得了初步进展[9]。但在国内外文献中，利用分子动力学对纤维素无定形区的机械性质的研究较为少见[10-12]。在前期工作中，作者已就纤维素晶区的力学性质等纤维素材料性能进行了研究[13]。对纤维素无定形区的力学性质的研究未见报道。本文由公司网站网站采  转摘采集转载中国知网整理!  http://www.kuoguanji168.com/为此热力学性质仿真-电动液压滚圆机滚弧机折弯机张家港数控钢管滚圆机滚弧机，本文对纤维素无定形区特定温度环境下的力学性质进行分子动力学仿真研究，为电力设备绝缘材料的老化判断提供理论支持。1模型构建及模拟细节1.1无定形纤维素模型纤维素材料组成示意图如图1所示。研究发现不同聚合度(DP)模型，在仿真过程中得到的理化性质，差异并不明显[10]。有学者采用DP为20的纤维素链构建无定形区以研究其力学等性能，结果表明仿真与实验值大体是一致的[11-12]。未经过任何处理的天然纤维素链，其聚合度可能达到10000以上。而经过加工处理后，纤维素材料中的纤维素分子的聚合度一般在800~1200之间。纤维素材料的结晶度一般为70%到80%，且晶粒极小，因此一条分子链可穿过许多的晶区和无定形区，故可以推算一块无定形区内所能包含的纤维素链的长度非常有限。基于以上考虑，本文采用的纤维素链的DP为40。模型的构建中，每个无定形胞中含一条DP为40的纤维素链。无定形区模型均利用构建无定形高聚物的方法进行构建，此方法首先由Theodorou[14]提出。模型目标密度均设定为与纯纤维素密度相近的1.5g/cm3。模型如图2所示。1.2模拟细节在各阶段的分子动力学几阶段仿真中，力场均选用的是PCFF力场[15-19]。模型的各项性能仿真前，需先对模型进行充分的结构弛豫平衡，即退火处理：温度分别为1000K、800K和600K的宏观正则图1纤维素材料组成示意图F热力学性质仿真-电动液压滚圆机滚弧机折弯机张家港数控钢管滚圆机滚弧机本文由公司网站网站采  转摘采集转载中国知网整理!  http://www.kuoguanji168.com/