作為納米填充材料,碳納米管以其優(yōu)異的物理力學(xué)性能被廣泛應(yīng)用于高分子復(fù)合材料領(lǐng)域。對(duì)于結(jié)晶性高分子材料,結(jié)晶相與非晶相共存的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于高分子制品中。通過(guò)研究碳納米管／高分子復(fù)合材料的結(jié)晶行為,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)高分子微晶結(jié)構(gòu)的調(diào)控,對(duì)聚合物納米復(fù)合材料的設(shè)計(jì)具有重要意義。本文針對(duì)碳納米管／聚乙烯復(fù)合材料的結(jié)晶行為、微晶形貌以及界面相與界面力學(xué)性能的關(guān)系進(jìn)行了分子動(dòng)力學(xué)模擬。基于IBI (Iterative Boltzmann Inversion)粗粒化方法,構(gòu)建了聚乙烯的粗�；Ｐ�。利用粗粒度分子動(dòng)力學(xué)模擬分析了聚乙烯結(jié)晶過(guò)程中分子構(gòu)型的微觀演變機(jī)制,即部分隨機(jī)纏繞的分子鏈通過(guò)折疊、排列、堆砌等形式形成折疊鏈片晶。運(yùn)用分子動(dòng)力學(xué)方法模擬了含量為3%的碳納米管對(duì)聚乙烯結(jié)晶行為的影響。結(jié)果表明：碳納米管能夠明顯提高聚乙烯的結(jié)晶溫度、玻璃化溫度和結(jié)晶度,而且碳納米管對(duì)半結(jié)晶聚合物存在明顯的局部強(qiáng)化作用,能夠誘導(dǎo)其表面分子鏈取向并形成界面微晶結(jié)構(gòu)。界面微晶形貌受直徑的影響較大,當(dāng)碳納米管直徑較大時(shí),聚乙烯分子嚴(yán)格遵循晶格匹配效應(yīng),這時(shí)會(huì)在碳納米管表面形成多個(gè)取向,分子鏈以螺旋形構(gòu)象包裹在碳納米...

【文章頁(yè)數(shù)】：64 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 聚合物粗粒化多尺度模擬
    1.3 碳納米管/聚合物復(fù)合材料結(jié)晶研究進(jìn)展
        1.3.1 聚合物結(jié)晶分子模擬研究進(jìn)展
        1.3.2 碳納米管對(duì)聚合物結(jié)晶行為影響研究進(jìn)展
        1.3.3 碳納米管對(duì)聚合物復(fù)結(jié)晶形貌影響研究進(jìn)展
    1.4 碳納米管/聚合物復(fù)合材料界面性能研究進(jìn)展
    1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容
2 理論基礎(chǔ)與計(jì)算方法
    2.1 分子動(dòng)力學(xué)基本理論
        2.1.1 牛頓運(yùn)動(dòng)方程
        2.1.2 動(dòng)方程的數(shù)值解法
        2.1.3 經(jīng)驗(yàn)力場(chǎng)方法：分子力場(chǎng)
        2.1.4 周期性邊界條件
        2.1.5 系綜的選擇與控制
    2.2 單鏈聚乙烯粗�；�(chǎng)構(gòu)建
        2.2.1 全原子力場(chǎng)模擬
        2.2.2 粗粒度模型
3 聚乙烯結(jié)晶分子動(dòng)力學(xué)模擬
    3.1 聚乙烯粗粒度模型
    3.2 分子動(dòng)力學(xué)模擬過(guò)程
    3.3 結(jié)晶行為分析
        3.3.1 玻璃化溫度、結(jié)晶度的確定
        3.3.2 聚乙烯半結(jié)晶結(jié)構(gòu)
4 碳納米管/聚乙烯結(jié)晶分子動(dòng)力學(xué)模擬
    4.1 碳納米管/聚乙烯粗粒度模型
    4.2 碳納米管對(duì)聚乙烯結(jié)晶行為的影響
    4.3 碳納米管/聚乙烯復(fù)合材料的界面結(jié)晶行為
        4.3.1 碳納米管聚乙烯界面層的密度分布
        4.3.2 碳納米管/聚乙烯界面層取向分布
        4.3.3 碳納米管手性和直徑對(duì)聚乙烯界面層分子取向影響
        4.3.4 碳納米管表面聚乙烯吸附層取向機(jī)制
5 碳納米管/半結(jié)晶聚乙烯復(fù)合材料的界面力學(xué)性能分析
    5.1 碳納米管拔出分子動(dòng)力學(xué)模擬
        5.1.1 分子動(dòng)力學(xué)拔出模型
        5.1.2 拔出曲線
        5.1.3 碳納米管嵌入基體長(zhǎng)度對(duì)拔出行為的影響
    5.2 界面結(jié)晶對(duì)復(fù)合材料界面強(qiáng)度的影響
        5.2.1 界面分子鏈取向度對(duì)界面強(qiáng)度的影響
        5.2.2 界面微晶形貌對(duì)界面強(qiáng)度的影響
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號(hào)：3853921