碳納米管/聚乙烯復(fù)合物分子動力學(xué)模擬研究

編號：NMJS03412

篇名：碳納米管/聚乙烯復(fù)合物分子動力學(xué)模擬研究

作者：孫偉峰； 高�。� 寧；

關(guān)鍵詞：分子動力學(xué)模擬； 聚合物納米復(fù)合物； 聚乙烯； 碳納米管； 熱壓力系數(shù)；

機構(gòu)： 哈爾濱理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院； 工程電介質(zhì)及其應(yīng)用教育部重點實驗室； 黑龍江省電介質(zhì)工程重點實驗室；

摘要： 采用分子動力學(xué)方法模擬了碳納米管/聚乙烯復(fù)合物的結(jié)構(gòu)、熱力學(xué)和力學(xué)特性,分析其隨模擬溫度和碳納米管填充率的變化。模擬結(jié)果表明,碳納米管/聚乙烯復(fù)合物為各向同性的無定形結(jié)構(gòu),聚乙烯和碳納米管通過較強的范德華作用結(jié)合在一起,在聚乙烯基體作用下,碳納米管壁上的碳原子排列的周期性下降,出現(xiàn)彎曲和褶皺。從能量上看,填充率較高的復(fù)合物更加穩(wěn)定。碳納米管/聚乙烯復(fù)合物具有比聚乙烯體系更高的等容熱容和與聚乙烯體系相反的負值熱壓力系數(shù),熱容隨碳納米管填充率的變化較小,但隨溫度的升高而明顯減小,具有顯著的溫度效應(yīng);熱壓力系數(shù)隨溫度的變化較小,溫度穩(wěn)定性比聚乙烯更好,但隨填充率增加而減小。碳納米管/聚乙烯復(fù)合物的力學(xué)特性表現(xiàn)出各向同性材料的彈性常數(shù)張量,楊氏模量和泊松比比純聚乙烯體系高得多,并且都隨溫度的升高和碳納米管含量的降低而減小,說明加入碳納米管可顯著改善聚乙烯的力學(xué)性質(zhì)。