聚丙烯/富勒烯复合材料热力学性能分子动力学模拟

摘要：

为了改善聚丙烯(PP)的热力学性能,使其在高压电缆中得到更好的实际应用,从微观层面探讨掺杂富勒烯(C60)对PP热力学性能的影响,采用分子动力学方法建立了纯PP,PP/C60及掺杂羟基和氨基修饰的C60复合体系(PP/C60-OH和PP/C60-NH2)的4组分子模型,计算了各模型的内聚能密度、溶解度参数、相互作用能、热导率、玻璃化转变温度(Tg)、自由体积分数、不同温度下的弹性模量和体积模量与剪切模量之比.结果表明,富勒烯C60、经羟基和氨基修饰的C60都与PP有良好的相容性,且均能改善PP的热力学性能.热性能方面,PP/C60-OH和PP/C60-NH2体系的热导率较纯PP体系分别提高了9.18%和15.82%,Tg从256 K分别提高到279 K和286 K.力学性能方面,复合材料刚性降低,PP/C60-OH和PP/C60-NH2体系的弹性模量较纯PP分别降低了5.99%和9.51%,韧性增强,PP/C60-NH2体系的增韧效果最好,PP/C60-OH体系次之.综合分析四种体系的热力学仿真结果表明,加入经氨基修饰的C60改善PP的热力学性能最明显,PP/C60-NH2复合材料具有更优异的综合性能,同时为抑制PP热老化及开发环保型电缆材料提供参考.

关键词：聚丙烯、富勒烯、分子动力学、玻璃化转变温度、力学性能

所属期刊栏目：51

分类号：TMTQ325.1+4

资助基金：国家自然科学基金51577105

在线出版日期：2023-10-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：32-39