混杂功能化碳纳米管聚合物复合材料计算机模拟

摘要

碳纳米管(碳管)具有优异的力学性能和热学性能，可用于复合材料增强。普通(未功能化)碳管分散性差。功能化能够改善碳管在基体中的分散，提高界面作用和复合材料耐热性。功能化分为共价和非共价两类。共价功能化碳管界面强度高但分散性提高有限，共价化学反应会在碳管上形成缺陷;非共价功能化碳管分散性较好但是界面强度低。我们提出一种混杂功能化方法，期望同时提高碳管的分散性和界面强度，并控制共价反应对碳管分子结构的影响。利用分子动力学模拟，我们分析不同功能化碳管聚合物复合材料的力学和热学性能。结果表明混杂功能化能够降低碳管之间的吸引力，改善它们在基体中的分散，复合材料的界面剪切强度和耐热性有显著提高。