同济大学学报(自然科学版)

作者：王翠霞，武永深，袁灵修，张超，方宏远，朱朋佳

单位：1.郑州大学 水利与交通学院，河南 郑州 450001;2.黄河实验室(郑州大学)，河南 郑州 450001;3.郑州大学 地下工程研究院，河南 郑州 450001;4.黄河实验室(河南)，河南 郑州 450001;5.重大基础设施检测修复技术国家地方联合工程实验室，河南 郑州 450001;6.地下工程灾变防控省部共建协同创新中心，河南 郑州 450001;7.中铁七局集团第五工程有限公司，河南 郑州 450016

关键词：分子动力学模拟,微观结构,高聚物,交联分布,自由体积

基金：国家自然科学基金（52178368，51909242，52009125）；河南省自然科学基金重点项目（232300421137）；河南省高校科技创新团队和人才培养计划（23IRTSTHN004，23HASTIT007）；中国博士后基金（2020TQ0285， 2022M722882）；黄河实验室（郑州大学）一流课题（YRL22LT07）；安徽省自然科学基金水科学联合基金（2308085US15）

为了研究在有水环境下注浆时水分子参与交联反应对高聚物注浆材料交联过程和微观结构特性的影响，构建了具有不同水分子质量分数的交联聚氨酯模型，采用分子动力学模拟方法，计算了不同含水量体系的参与交联反应的水分子数量、玻璃转变温度和自由体积，并提出一种计算交联分布均匀度的方法。结果表明：随着含水量增加，参与交联反应的水分子数先增大后趋于稳定，这是因为水分子团簇的体积随着水分子质量分数增加不断增大，限制了水分子参与交联反应。含水量越高，交联聚氨酯的玻璃转变温度越低，自由体积越小。水分子参加交联改善了体系的交联分布均匀性，含水量越高，体系的交联反应分布越均匀。研究结果可为有水环境下高聚物注浆材料反应过程和性能评价以及工程应用中高聚物注浆材料的设计研发提供理论参考。

来源：2025年第3期

《同济大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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