分子动力学研究基于石墨烯的环氧树脂纳米复合材料的导热性能和介电性行为
Chong Zhang1, Chaofeng Zhao1, Huize Cui1
1China Electric Power Research Institute Co., Ltd., Beijing 100192, China.
Polymers
|January 11, 2025
概括
碳基功能化石墨烯显著增强环氧树脂纳米复合材料,提高了66.5%的导热率,增加了耐热性. 这种分子设计提高了用于高压绝缘的电性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物化学 聚合物化学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 环氧树脂对于高压绝缘至关重要,但需要提高导热性.
- 石墨烯兴奋剂提供了一种潜在的途径来增强环氧树脂的特性.
研究的目的:
- 为了研究石墨烯合环氧树脂纳米复合材料的热力学和电学特性.
- 了解物业增强背后的分子机制.
主要方法:
- 分子动力学 (MD) 模拟被用来建模四个环氧树脂纳米复合材料系统.
- 系统地分析了热力学和电气性能.
主要成果:
- 与纯环氧 (EP) 相比,碳基功能化石墨烯 (EP/GR-COOH) 的热导率提高了66.5%,玻璃过渡温度增加了26.6K.
- 在EP/GR-COOH模型中,介电常数显著降低.
- 在EP/GR-COOH中较低的自由体积分数和较高的键数与更好的性能相关.
结论:
- 碳基功能化石墨烯显著改善了环氧树脂的热和电性能.
- 对自由体积和键的分子层面的洞察力解释了增强的性能.
- 这项研究有助于设计用于高压绝缘的先进环氧树脂纳米复合材料.


