CNT-COOH含量对PUR基复合材料性能影响的分子动力学模拟

作     者：王梓霖 闫新亮 黄肖勇 李雅琴 高如月 付一政 WANG Zilin;YAN Xinliang;HUANG Xiaoyong;LI Yaqin;GAO Ruyue;FU Yizheng

作者机构：中北大学材料科学与工程学院太原030051 纳米功能复合材料山西省重点实验室太原030051 陆军装备部驻太原地区第四军事代表室太原030000 

出 版 物：《工程塑料应用》 (Engineering Plastics Application)

年 卷 期：2024年第52卷第4期

页      面：61-68页

核心收录：

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070305[理学-高分子化学与物理] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 

主　　题：分子动力学模拟 羧基化碳纳米管 聚氨酯 径向分布函数 界面相互作用 氢键 

摘      要：为分析功能化碳纳米管含量对聚合物基复合体系性能的影响,通过分子动力学模拟方法,建立了不同含量的聚氨酯/羧基化碳纳米管(PUR/CNT-COOH)复合体系模型,比较了不同复合体系的拉伸强度、拉伸弹性模量(E)、剪切模量(B)以及体积模量(G)等性能。通过分析PUR/CNT-COOH复合体系的径向分布函数、氢键作用、氢键密度以及不同种类的氢键数量等性能,从微观层面探究了CNT-COOH含量对复合体系性能的影响规律。模拟结果表明,随着CNT-COOH含量逐渐增加,PUR/CNT-COOH复合体系的屈服强度逐渐增大,拉伸性能逐渐下降;PUR/CNT-COOH复合体系的E,G以及B均随CNT-COOH含量的增加而升高。CNT-COOH在复合体系中的占比越大,CNT-COOH与PUR基体间的相互作用越强;PUR基体间的相互作用力下降,复合体系的拉伸性能下降;随CNT-COOH含量的增加,二者相互作用增强,使其更易发生团聚现象。径向分布函数分析结果表明,随着CNT-COOH含量的增加,填料与基体间的相互作用逐渐增强,基体自身的相互作用明显减弱。氢键分析结果表明,随着CNT-COOH的增加,填料间的氢键数目不断升高,基体间的氢键数目不断下降。