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聚合物復合材料力學行為中微觀結構變化的分子模擬研究*

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分子模擬模量形變曲線 Payne 效應聚合物殼層模型

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簡介：

我們建立了一個大體系的聚合物納米顆粒復合材料模型，通過分子模擬計算，討論了聚合物復合材料力學行為及其微觀結構的變化。我們通過Snapshot圖、模量形變曲線的計算、填料網絡中顆粒數目的變化以及聚合物殼層網絡數目的變化等，細致地探討了在拉伸和剪切過程中聚合物復合材料模量隨形變的變化，并對對這種類似于Payne效應變化趨勢的行為進行了微觀結構的分析。通過模量變化與微觀結構的變化的比較分析，我們進一步考察了“填料網絡模型”以及“聚合物殼層重疊模型”，并對Payne效應做了解釋。當納米顆粒初始分散很差時，Payne效應主要起源于填料網絡模型的破壞；而當顆粒的初始分散狀態很均勻時，由于體系已經構建不了填料網絡，所以納米顆粒之間是通過顆粒周圍的聚合物殼層來連接的，Payne效應則來自該種重疊結構的破壞。聚合物殼層中聚合物分子鏈被束縛，所以該區域的模量也較大。總之，通過分子模擬對聚合物復合體系力學行為的研究，相信可以給微觀機理的理論研究和聚合物納米復合材料的設計和制備提供幫助。

上傳人：

liu

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2013-11-12 15:03:19

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