高分子納米復(fù)合材料拉伸及壓縮的分子動(dòng)力學(xué)模擬

編號(hào)：NMJS05001

篇名：高分子納米復(fù)合材料拉伸及壓縮的分子動(dòng)力學(xué)模擬

作者：李寧寧； 王雷； 劉源； 梁好均；

關(guān)鍵詞：高分子納米復(fù)合材料； 力學(xué)性能； 分子動(dòng)力學(xué)模擬； 微觀交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)；

機(jī)構(gòu)： 中國科學(xué)院軟物質(zhì)化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)高分子科學(xué)與工程系；

摘要： 利用高分子-納米粒子粗粒化模型,對(duì)高分子納米復(fù)合材料(polymer nano-composites,PNC)的拉伸、壓縮及平衡態(tài)過程進(jìn)行分子動(dòng)力學(xué)模擬研究.通過模擬PNC的拉伸及壓縮過程,研究納米粒子大小、質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)PNC力學(xué)性能的影響及拉伸、壓縮過程中PNC體系微觀交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的變化.在納米粒子表面積或質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的情況下,小尺寸納米粒子對(duì)PNC的力學(xué)性能增強(qiáng)效果更顯著.對(duì)于含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同的小尺寸納米粒子的PNC體系,隨納米粒子質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加,其力學(xué)性能增強(qiáng),但增強(qiáng)程度逐漸減弱,且對(duì)于拉伸過程的材料增強(qiáng)效應(yīng),納米粒子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)存在最優(yōu)值.在PNC體系中存在高分子-高分子(polymer-polymer)、高分子-納米粒子(polymer-NP)2種微觀交聯(lián)網(wǎng)絡(luò),拉伸及壓縮過程中PNC體系中2種微觀交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的變化趨勢不同,PNC拉伸及壓縮產(chǎn)生應(yīng)力的微觀機(jī)制也相應(yīng)有所不同.此外,對(duì)含質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同的小尺寸納米粒子的PNC平衡態(tài)過程的模擬研究表明,PNC體系中2種微觀交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的比例直接影響其力學(xué)性能的變化,而納米粒子的聚集則會(huì)降低PNC的力學(xué)性能增強(qiáng)效果.