聚酰亚胺/钽铌酸钾纳米颗粒复合材料结构与机械性能分子动力学模拟?

摘要：

利用多尺度建模方法构建了聚酰亚胺/钽铌酸钾纳米颗粒复合物模型,通过分子动力学模拟研究了不同尺寸钽铌酸钾纳米颗粒(5.5,8.0,9.4,10.5,11.5?)对复合材料的结构、弹性模量和相互作用能的影响规律,并通过计算纳米颗粒表面原子键能和单位表面积原子数目探究了复合物机械性能提高的内部机理.聚酰亚胺和聚酰亚胺/钽铌酸钾复合材料的杨氏模量分别为2.91和3.17 GPa,泊松比分别为0.37和0.35,钽铌酸钾纳米颗粒的引入可以显著改善聚酰亚胺的机械性能.纳米颗粒表面原子的键能为8.62—54.37 kJ·mol?1,表明颗粒与基体主要通过范德华力作用结合且有氢键存在.计算结果表明,相同掺杂比例下,纳米颗粒尺寸越小,纳米颗粒表面原子数目越大,颗粒与基体作用更强,杨氏模量的提高幅度越大,尺寸效应越显著.因此,掺杂小尺寸纳米颗粒是提高聚酰亚胺机械性能的有效途径。

关键词：分子动力学模拟、聚合物纳米复合材料、聚酰亚胺、钽铌酸钾

分类号：O48;O4

资助基金：国家自然科学基金11444004;黑龙江省自然科学基金E201258;哈尔滨市科技创新人才研究专项资金优秀学科带头人项目批准号:2013RFXXJ068资助的课题.* Project supported by the National Natural Science Foundation of ChinaGrant 11444004;the Natural Science Foundation of Heilongjiang Province, ChinaGrant E201258;the Scientific Innovation Talents Research Special Funds for Outstanding Academic Leaders Projects of Harbin City, ChinaGrant 2013RFXXJ068

在线出版日期：2015-07-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共1页

页码：126202-1-126202-8