分子动力学模拟与模型结合研究填料(石墨烯,碳纳米管)接枝分子链对尼龙纳米复合材料导热性能的影响

【作者】 高洋洋； 张立群； Florian Muller-Plathe；

【机构】 先进弹性体研究中心北京化工大学； Eduard-Zintl-Institut für Anorganische und Physikalische Chemie and Profile Area Thermofluids & Interfaces,Technische Universit?t Darmstadt；

【摘要】 通过使用反转非平衡分子动力学模拟方法,我们使用全原子模型考察了石墨烯碳纳米管接枝分子链对尼龙纳米复合材料导热性能的影响。石墨烯尼龙界面热导与接枝分子链密度成正比;但是随着接枝长度的上升,它先上升然后逐渐趋于饱和。但是由于接枝分子链显著地破坏了石墨烯的平面共轭结构,石墨烯本身的热导显著下降。我们用经验方程描绘了材料界面热导与接枝密度和接枝长度的关系。通过结合EMA模型,我们发现石墨烯尼龙纳米复合材料热导在中等接枝条件下达到最大值。我们的模拟结论能与实验基本符合。另外,我们考察了碳纳米管间热导与接枝密度,接枝长度和管间距离的关系。我们提出了一个热环流模型描述了三者之间的关系。本工作有助于提高对接枝法改善聚合物填料复合材料热导的认识,为制备高热导率的聚合物复合材料提供新的思路。更多还原