从原子分子动力学模拟中探索碳纳米管/热塑性聚氨纳米复合材料的热力学和结构性质
Jianxiang Shen1,2,3, Xue Li4, Ping Li3
1State Key Lab of Chemical Engineering, College of Chemical and Biological Engineering, Zhejiang University Hangzhou 310027 China shentu@zju.edu.cn.
RSC advances
|July 14, 2023
概括
具有极性群的功能化碳纳米管 (CNT) 显著增强了它们与热塑性聚氨 (TPU) 的相互作用. 这提高了热性能,例如增加了CNT/TPU纳米复合材料的玻璃化过渡温度 (Tg).
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物科学 聚合物科学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 碳纳米管 (CNT) 和热塑性聚氨 (TPU) 是先进纳米技术应用中的关键组件.
- 了解热力学和结构性质对于设计有效的CNT/TPU纳米复合材料至关重要.
研究的目的:
- 调查TPU复合材料的热性能和界面特性与原始和功能化的单壁碳纳米管 (SWNTs).
- 阐明SWNT功能化对TPU链动态和键的影响.
主要方法:
- 用原子分子动力学 (MD) 模拟来建模SWNT/TPU纳米复合材料.
- 分析包括玻璃过渡温度 (Tg),热膨胀系数 (CTE),结合能量和可溶性参数.
主要成果:
- SWNTs抑制TPU链动态,增加Tg,同时减少CTE.
- 功能化的SWNTs,特别是具有氨基群的SWNTs,由于静电和键相互作用,对TPU具有增强的亲和力.
- 胺基功能化SWNT导致聚合物流动性最低,Tg.最高.
结论:
- SWNT的功能化是一个可行的策略,以改善TPU纳米复合材料的热和机械性能.
- 该研究提供了关于设计具有定制性质的先进聚合物纳米复合材料的见解.
- 分子动力学模拟为预测材料行为提供了强大的工具.
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