离聚物中磺酸盐团簇溶胀的模拟研究

我们进行了模拟，以研究在低磺酸盐浓度和低湿度条件下，湿度增加如何影响类Nafion离聚物的结构。在膜水合开始时，团簇分裂成更小的部分。这些部分随后溶胀，但每个团簇中的磺酸盐数量保持不变。我们发现，低磺酸盐膜中水的分布强烈依赖于磺酸盐浓度。对于相对较低的磺酸盐浓度，几乎所有侧链末端基团都位于团簇内，每个团簇的平均水负载量与膜的水含量相匹配。然而，对于相对较高的磺酸盐浓度，水与磺酸盐的比例变得不均匀。团簇变得更湿，而团簇间的桥接区域变得更干。我们注意到在磺酸盐团簇周围形成了不寻常的富水壳层。