- 3
- МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ НИЗКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ИОНОВ ИНЕРТНОГО ГАЗА С ПОЛИПРОПИЛЕНОМ В ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ ПЛАЗМЕ ЕМКОСТНОГО РАЗРЯДА ПОНИЖЕННОГО ДАВЛЕНИЯ
- Тимошина Ю. А., Вознесенский Э. Ф., Желтухин В. С. Математическая модель взаимодей- ствия низкоэнергетических ионов инертного газа с полипропиленом в высокочастотной плазме емкостного раз- ряда пониженного давления // Технологии и качество. 2021. № 3(53). С. 18–23. https://doi.org/10.34216/2587-6147- 2021-3-53-18-23.
- DOI: https://doi.org/10.34216/2587-6147-2021-3-53-18-23
- УДК: 533.924: 677.494
- Дата приема статьи в публикацию: 18.08.2027
- Аннотация: В данной статье представлены результаты расчета методом классической молекулярной динамики взаимодействия низкоэнергетических (до 100 эВ) ионов с поверхностью полипропиленовых волокнистых материалов в высокочастотной (ВЧ) плазме аргона при пониженном давлении. Для создания полноатомной модели использован универсальный программный пакет молекулярно-динамического моделирования LAMMPS. В результате численных расчетов установлено, что ионная бомбардировка инициирует разрыв внутримолекулярных связей полипропилена, распыленные частицы представляют собой углеводородные радикалы, а также одиночные атомы. Установлена глубина имплантации иона, получено изменение кинетической энергии атома аргона и температуры моделируемой ячейки.
- Ключевые слова: молекулярная динамика, высокочастотный разряд, ионная бомбардировка, кинетическая энергия, плазма, аргон, полипропилен
- Список литературы: 1. Сергеева Е. А., Желтухин В. С., Абдуллин И. Ш. Модификация синтетических волокнистых материалов и изделий неравновесной низкотемпературной плазмой. В 2 ч. Ч. 1. Теория, модели, методы. Казань : КГТУ, 2011. 252 с. 2. Абдуллин И. Ш., Желтухин В. С., Кашапов Н. Ф. Высокочастотная плазменно-струйная обработка материалов при пониженных давлениях: Теория и практика применения. Казань : Изд-во Казан. ун-та, 2000. 348 с. 3. Райзер Ю. П., Шнейдер М. Н., Яценко Н. А. Высокочастотный емкостный разряд: Физика. Техника эксперимента. Приложения. М. : Наука : Физматлит : Изд-во МФТИ, 1995. 310 с. 4. Плазменное модифицирование текстильных материалов: перспективы и проблемы / А. М. Кутепов, А. Г. Захаров, А. И. Максимов, В. А. Титов // Российский химический журнал. 2002. Т. 46, № 1. С. 103–115. 5. Гильман А. Б. Воздействие низкотемпературной плазмы как эффективный метод модификации поверхности полимерных материалов // Химия высоких энергий. 2003. Т. 37, № 1. С. 20–26. 6. Максимов А. И., Никифоров А. Ю. Сопоставление возможностей плазменного и плазменно-растворного модифицирования полимерных материалов в жидкой фазе // Химия высоких энергий. 2007. Т. 41, № 6. С. 513–519. 7. Sharnina L. V. Low-temperature plasma as the basis for creation of modern textile chemical technologies // Fibre Chemistry. 2004. V. 36, No 6. P. 431–436. 8. Сергеева Е. А., Илюшина С. В. Влияние низкотемпературной плазмы на физико-механические свойства высокомодульных полиэтиленовых волокон // Известия вузов. Технология легкой промышленности. 2011. Т. 12, № 2. С. 14–16. 9. Изучение влияния плазмообразующего газа на структуру текстильных волокон / Д. И. Фазылова, Л. А. Зенитова, Е. М. Штейнберг, И. Ш. Абдуллин // Вестник Казанского технологического университета. 2011. № 16. С. 52–57. 10. Азанова А. А. Плазменная модификация трикотажных полотен // Дизайн. Материалы. Технология. 2013. № 2(27). С. 86–88. 11. Хамматова В. В. Исследование физико-механических характеристик текстильных материалов после воздействия плазмы ВЧЕ-разряда // Известия вузов. Технология текстильной промышленности. 2005. № 1(282). С. 22–25. 12. Модификация синтетических волокнистых материалов и изделий неравновесной низкотемпературной плазмой. Свойства, структура, технологии / Е. А. Сергеева, Н. В. Корнеева, Л. А. Зенитова, И. Ш. Абдуллин. Казань : КГТУ, 2011. 255 с. 13. Тимошина Ю. А. Влияние ВЧ-плазмы пониженного давления на гигроскопические свойства синтетических волокнистых материалов // Дизайн. Материалы. Технология. 2021. № 3. С. 78–80. 14. Тимошина Ю. А. Влияние молекулярного строения волокнообразующих полимеров на эффекты ВЧ плазменной модификации синтетических волокон // Известия вузов. Технология легкой промышленности. 2020. № 4. С. 51–54. 15. Рапапорт Д. К. Искусство молекулярной динамики. Ижевск : РХД, 2012. 632 с. 16. Тагер А. А. Физико-химия полимеров. М. : Научный мир, 2007. 576 с. 17. Santangelo P. G., Ngai K. L., Roland C. M. Temperature Dependence of Relaxation in Polypropylene and Poly(ethylene-co-propylene) // Macromolecules. 1996. V. 29. P. 3651–3653. 18. Plimpton S. Fast Parallel Algorithms for Short-Range Molecular Dynamics // Journal of Computational Physics. 1995. V. 117, No 1. P. 1–19. 19. LAMMPS Molecular Dynamics Simulator. URL: http://lammps.sandia.gov. 20. O’Connor T. C., Andzelm J., Robbins M. O. AIREBO-M: A reactive model for hydrocarbons at extreme pressures // The Journal of Chemical Physics. 2015. V. 142. P. 024903. 21. Rozas R., Kraska T. Molecular Dynamics Simulation of Heterogeneous Nucleation and Growth of Argon at Polyethylene Films // Journal of Physical Chemistry. 2007. V. 111, No 43. P. 15784–15791. 22. Sumpter B. G., Noid D. W., Wunderlich B. Atomistic dynamics of macromolecular crystals // Macromolecules. 1992. V. 25, No 26. P. 7247–7255.