超高压对包装材料结构与性能影响的模型构建.doc

摘 要:超高压食品杀菌技术是一种理想的非热力杀菌保鲜技术，具有温度升值小、杀菌快、能耗低、食品卫生安全性高等特点，除此之外，其最大优越性在于这种技术是目前人们发现的能最好保持食物天然色、香、味和营养成分的加工方法.

随着超高压杀菌技术的不断发展，材料学家们对超高压适用包装材料的研究也逐步展开.目前，材料学家们对PE在超高压处理下的阻隔性能和机械性能表现已有了初步研究.但限于实验条件的限制，对PE经过超高压处理后的微观结构变化鲜有研究.

本课题采用最新的计算机模拟技术，打破实验条件的限制，模拟、仿真PE在超高压处理下的结构和能量变化，包括氧气分子在PE和氧气的混合晶胞中的浓度分布以及PE的内聚能密度等等.并在此基础上建立起PE结构和性能的关系，为材料学家们做PE改性提供了理论支持.

经过研究发现，超高压处理会提高氧气分子的扩散能力，意味着超高压处理后氧气分子穿过PE的能力增强，从而使PE的透氧率增大；同时超高压处理还会增大PE的内聚能密度，内聚能密度增大代表PE分子链间的凝聚力增强，进而解释了PE经超高压处理后应力增大和拉伸率减小的原因.

关键词：超高压杀菌；PE；计算机模拟技术；扩散能力；内聚能密度

目录

摘要

Abstract

第1章 绪论-1

1.1-超高压杀菌技术简介-1

1.1.1 超高压杀菌技术概念-1

1.1.2 超高压杀菌技术原理-1

1.1.3 超高压杀菌技术特点-2

1.1.4 超高压杀菌技术应用现状及发展前景-2

1.2 分子模拟技术-3

1.2.1 分子模拟技术简介-3

1.2.2 分子模拟技术的表征方法及原理-3

1.3 立题背景与意义-4

1.4 课题研究内容-5

第二章  超高压对包装材料性能的影响-7

2.1 选材依据-7

2.1.1  PE的基本性能-7

2.1.2 PE薄膜的应用-8

2.2超高压对包装材料阻隔性能的影响-9

2.2.1 超高压处理对PE阻隔性能的影响-9

2.2.2 国内外关于超高压处理对材料阻隔性能影响的研究-10

2.3超高压对包装材料机械性能的影响-11

2.3.1 超高压处理对PE机械性能的影响-11

2.3.2 国内外关于超高压处理对材料机械性能影响的研究-11

第三章  超高压下包装材料微观结构和能量的分子模拟-13

3.1 计算机模拟软件简介-13

3.1.1 Accelry Materials Studio Modeling 5.0 简介-13

3.1.2 Discover模块简介-14

3.1.3 Amorphous cell模块简介-14

3.2 PE建模-15

3.2.1 构建PE分子模型并优化其分子结构-15

3.2.2 使用Amorphous Cell 构建非晶型混合物-18

3.3 PE的分子动力学模拟-20

3.3.1 Discover模拟氧分子扩散能力-20

3.3.2 Anouphous cell分析计算PE的内聚能密度（Cohesive Energy Density）-29

第四章 超高压下包装材料结构-性能关系的研究-33

4.1影响材料性能的因素-33

4.1.1 影响材料阻隔性能的因素-33

4.1.2 影响材料机械性能的因素-34

4.2 氧分子扩散能力与PE的透氧量-35

4.3 PE的内聚能密度（CED）与机械性能-35

第五章 结论与展望-37

5.1 结论-37

5.2 不足之处及未来展望-37

参考文献-39

致  谢-40