聚氨和KH550/SiO₂在增强环氧树脂 (EP) 机械性能方面的分子动力学研究

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:

• 环氧树脂 (EP) 是一种广泛使用的热固聚合物.
• 提高EP的机械性能对于先进的应用至关重要.
• 协同修改提供了一条有希望的途径来提高复合材料的性能.

研究的目的:

• 研究聚氨 (PU) 和KH550/SiO2纳米颗粒对环氧树脂 (EP) 机械性能的协同修饰效应.
• 阐明这种协同修饰的潜在机制.
• 开发一个优化的环氧树脂复合材料模型,以提高性能.

主要方法:

• 五个复合系统的计算建模:EP,PU-EP,SiO2-SR,KH550/SiO2-EP,以及KH550/SiO2-PU-EP.
• 对凝聚力的能量密度,自由分量的体积,旋转半径,辐射分布函数和键的分析.
• 拉出模拟来评估界面相互作用.
• 在300K至450K的温度下对机械性能进行评估.

主要成果:

• KH550合剂增强了SiO2纳米粒子与EP矩阵之间的相互作用能量.
• 和KH550/SiO2填充剂都减少了自由分量,并增加了EP复合材料中的键.
• 在机械性能方面,KH550-SiO2 / PU / EP系统表现出最显著的改进.
• 在300 K时,扬模量,剪模量,散量模量和B/G比分分别增加了8.12%,7.03%,16.05%和8.43%.
• 在450K时,这些特性分别增加了18.26%,17.30%,23.87%和27.57%.

结论:

• 使用KH550/SiO2和PU的协同修改有效地提高了环氧树脂复合材料的机械性能.
• 增强的特性归因于改善的界面相互作用和改变的自由体积和键特性.
• 这项研究为设计高性能环氧树脂复合材料提供了宝贵的见解.