納米粒子-半晶態(tài)聚合物復合材料的結晶結構與拉伸變形行為.pdf

1、在聚合物中添加一定量的納米粒子，形成的聚合物納米復合材料有著比純凈聚合物材料更好的力學、電學和光學性能，聚合物納米復合材料被廣泛應用于作為結構和功能材料。但是，納米粒子對聚合物材料結構的影響、復合材料結構與性能關系，以及各種性能的強化機理的研究仍然具有很大的挑戰(zhàn)性。本文應用大規(guī)模分子動力學模擬方法，采用粗?；垡蚁┐寄Ｐ?，研究了納米粒子/聚合物系統(tǒng)的結晶行為和力學性能，改變了納米粒子含量，納米粒子與聚合物單體間的相互作用，吸引作用和排斥

2、作用以及作用強度的大小，研究了這三個因素對納米粒子/聚合物系統(tǒng)的結晶行為和力學性能的影響，揭示了單個納米粒子對其周圍聚合物單體結晶的局部強化作用，多個納米粒子/聚合物系統(tǒng)的受限結晶機理以及納米粒子/聚合物系統(tǒng)力學性能的強化機制。
　　本研究主要內容包括：①采用粗?；垡蚁┐寄Ｐ停M制備了單個納米粒子/聚合物系統(tǒng)的半晶態(tài)結構，通過計算納米粒子周圍聚合物單體的有序參數，研究了單個納米粒子對其周圍聚合物結晶行為的影響。研究發(fā)現單個納米

3、粒子對聚合物系統(tǒng)的結晶行為沒有顯著的影響，但對其周圍聚合物單體的結晶存在局部強化作用。②模擬了多個納米粒子/聚合物復合材料的結晶行為，制備了納米粒子隨機分布系統(tǒng)樣本和納米粒子均勻分布系統(tǒng)的樣本。通過計算納米粒子/聚合物系統(tǒng)的結晶度和晶域平均厚度，研究了納米粒子含量和納米粒子與聚合物單體間的相互作用對聚合物結晶行為的影響，發(fā)現了納米粒子/聚合物系統(tǒng)存在體相成核和納米粒子表面成核兩種結晶機理。同時研究了納米粒子與聚合物單體間的相互作用對納米

4、粒子在聚合物基體中的分散形態(tài)影響，給出了納米粒子分散形態(tài)，納米粒子與聚合物單體的相互作用和聚合物結晶度這三者之間的關系。③模擬了納米粒子/聚合物復合材料的單軸拉伸變形行為。研究了納米粒子含量和納米粒子與聚合物單體間的相互作用對系統(tǒng)力學性能的影響。研究發(fā)現當納米粒子與聚合物單體為吸引作用時，納米粒子/聚合物系統(tǒng)表現出良好的力學性能強化現象，而納米粒子與聚合物單體為排斥作用時，納米粒子/聚合物系統(tǒng)的力學性能和純凈聚合物基本一致，沒有表現出力