碳纳米管提高环氧树脂弹性模量的微观结构机制:分子模拟与实验验证

作     者：张文卿 李浩 隋刚 ZHANG Wen-qing;LI Hao;SUI Gang

作者机构：北京化工大学有机无机复合材料国家重点实验室北京100029 

基　　金：国家自然科学基金(U1664251 51873011) 

出 版 物：《玻璃钢／复合材料》 (Fiber Reinforced Plastics/Composites)

年 卷 期：2018年第11期

页      码：15-20页

摘      要：聚合物基复合材料的微观结构与宏观性能之间存在密切的关联性,对其建立起结构-性能的联系,在工程应用和材料设计中有着重要的意义。通过分子动力学模拟方法探究了从低温环境(100 K)到玻璃化转变温度(T_g)的温度范围内,单壁碳纳米管(SWCNTs)对环氧树脂基体弹性模量的提高效果,并从微观结构角度分析了影响机制。发现随着温度的升高,体系内聚能密度(E_(coh))不断减小,自由体积分数(V_f)不断增加,共同导致了弹性模量随温度的升高而降低。SWCNTs对基体弹性模量的提高是由于其在任一温度点均明显提高了基体的E_(coh)和径向分布函数,对基体V_f增长的抑制效果也随温度的升高而更加明显。弹性模量的实验结果验证了模拟的计算和分析结果,证明了分子模拟方法预测材料宏观性能的可靠性。

主 题 词：碳纳米管 环氧树脂 弹性模量 分子模拟 结构-性能关系 

学科分类：08[工学] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1003-0999.2018.11.002

馆 藏 号：203390587...