碳納米管-聚乙烯復(fù)合材料界面行為機(jī)制研究.pdf

1、作為納米填充材料，碳納米管以其優(yōu)異的物理力學(xué)性能被廣泛應(yīng)用于高分子復(fù)合材料領(lǐng)域。對于結(jié)晶性高分子材料，結(jié)晶相與非晶相共存的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于高分子制品中。通過研究碳納米管/高分子復(fù)合材料的結(jié)晶行為，從而實(shí)現(xiàn)對高分子微晶結(jié)構(gòu)的調(diào)控，對聚合物納米復(fù)合材料的設(shè)計(jì)具有重要意義。本文針對碳納米管/聚乙烯復(fù)合材料的結(jié)晶行為、微晶形貌以及界面相與界面力學(xué)性能的關(guān)系進(jìn)行了分子動力學(xué)模擬。
　　基于IBI(Iterative Boltzmann

2、Inversion)粗?；椒?，構(gòu)建了聚乙烯的粗?；Ｐ?。利用粗粒度分子動力學(xué)模擬分析了聚乙烯結(jié)晶過程中分子構(gòu)型的微觀演變機(jī)制，即部分隨機(jī)纏繞的分子鏈通過折疊、排列、堆砌等形式形成折疊鏈片晶。
　　運(yùn)用分子動力學(xué)方法模擬了含量為3％的碳納米管對聚乙烯結(jié)晶行為的影響。結(jié)果表明:碳納米管能夠明顯提高聚乙烯的結(jié)晶溫度、玻璃化溫度和結(jié)晶度，而且碳納米管對半結(jié)晶聚合物存在明顯的局部強(qiáng)化作用，能夠誘導(dǎo)其表面分子鏈取向并形成界面微晶結(jié)構(gòu)。界面微

3、晶形貌受直徑的影響較大，當(dāng)碳納米管直徑較大時(shí)，聚乙烯分子嚴(yán)格遵循晶格匹配效應(yīng)，這時(shí)會在碳納米管表面形成多個(gè)取向，分子鏈以螺旋形構(gòu)象包裹在碳納米管表面，形成螺旋型微晶界面。而當(dāng)碳納米管直徑較小時(shí)，碳納米管與聚乙烯分子間的晶格匹配效應(yīng)就會減弱，這時(shí)的分子鏈會沿碳納米管軸向取向，形成取向型微晶形貌。
　　利用分子動力學(xué)拔出模擬研究了碳納米管從聚乙烯基體中的拔出行為，分析了碳納米管嵌入基體長度、界面分子鏈取向、微晶形貌對界面力學(xué)性能的影響