CF-PPEK-TI纖維金屬層合板界面的分子模擬.pdf

1、纖維金屬層合板(FMLs)綜合了纖維復合材料與金屬材料的特點，具有高比強度、比剛度，優(yōu)良的疲勞性能及抗損傷性能，這使得其成為飛機結構所需材料的理想構件。但是金屬與復合材料的界面結合不良導致其抗沖擊性較差，因此探索其界面的結構與作用是控制材料各種性能的關鍵。由于傳統(tǒng)實驗方法很難提供界面相互作用的微觀信息，本文運用分子模擬軟件，建立原子尺度的界面模型，來處理層間界面相互作用，詳細論述了金屬和膠黏劑分子及高性能熱塑性樹脂雜萘聯(lián)苯聚醚酮(PPE

2、K)和膠黏劑分子界面相互作用的微觀機制。
　　首先建立PPEK與金屬Ti以及PPEK與銳鈦礦(TiO2)結構兩種界面模型，對比PPEK與氧化處理前后金屬的界面結構和界面相互作用能，發(fā)現(xiàn)由于PPEK中的C=O能銳鈦礦表面形成更強的界面相互作用，其界面相互作用能達-0.0456cal/mol，這種界面作用來源于范德華吸引力。
　　基于前面得到的PPEK與TiO2的界面較為良好的結論，本文選擇三種適當?shù)哪z黏劑(環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、

3、端羧基液體丁腈橡膠)，分別建立膠黏劑分子與氧化鈦的界面模型，經(jīng)過分析界面構象、均方末端距、徑向分布函數(shù)和界面相互作用能，得到環(huán)氧樹脂由于含有極性較強的羥基官能團，能與TiO2發(fā)生靜電吸引作用，在三種界面模型中其界面相互作用能最大達-0.052cal/mol，從而形成良好的界面。
　　本文進一步研究了三種膠黏劑分子與樹脂PPEK的界面，通過對比分析界面結構、濃度和界面相互作用能，得到三種膠黏劑的界面作用形式中非鍵和能起主要作用，其中