聚甲基丙烯酸甲酯与碳纳米管纳米复合材料玻璃化转变及其非线性力学行为的分子动力学模拟

摘要：

短纤维结构对聚合物材料玻璃化转变温度及非线性力学具有非常重要的影响.本文利用粗粒化分子动力学方法研究了碳纳米管(CNTs)含量对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)玻璃化转变、扩散系数及非线性力学特性的影响.分子动力学模拟结果显示:短CNTs纤维的加入的确会改变PMMA体系的玻璃化转变温度,模拟结果与实验测量结果一致,而且随着CNTs含量的增加其对应的玻璃化转变温度也会随着增加.进一步分析扩散特性发现,CNTs加入PMMA对于体系扩散特性的改变主要发生在玻璃化温度以上,玻璃化温度以下结构对应的扩散系数差异非常的小.聚合物材料在服役过程中难免要遭受应力-应变的作用,而且其结构对应的模量和韧性成反比.基于此,本文通过非平衡分子动力学探究了短CNTs纤维添加PMMA复合材料的非线性力学特性.模拟结果显示:随着CNTs纤维的含量增加,其对应的屈服模量也在不断的增加,而且含有短CNTs纤维的体系还能够保持原来的韧性.因此,分子层面的理论研究策略可以为进一步的实验和加工提供理论指导.

关键词：玻璃化转变温度;非线性力学;聚合物纳米复合材料;扩散

所属期刊栏目：70

资助基金：宜宾学院预研项目;宜宾学院计算物理四川省高等学校重点实验室开放课题基金

在线出版日期：2021-11-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：312-318