聚合物-黏土纳米复合材料中异常水分扩散的模型

报告了在室温下用于聚合物-黏土纳米复合材料的水分扩散和弹塑性响应的实验数据。扩散测试中的观察表明，纯树脂中的水分输运为 Fickian 型，而随着黏土含量的增加，水分输运变为异常(non-Fickian)型。这种转变归因于水分子在含水黏土层表面的 immobilization。在单向拉伸测试中观察到，纯树脂的响应为强弹塑性，而增加黏土含量导致塑性应变显著降低，表现为应力-应变曲线曲线的明显减缓。这解释为黏土层之间的 gallery 中链的约束导致分子运动减慢。发展了用于描述纳米复合材料中异常水分扩散和弹塑性行为的本构方程。通过拟合实验数据发现，这些关系中的可调参数。 demonstrated了观察结果与数值模拟结果之间具有良好一致性。揭示了黏土含量增加时扩散率、最终水分吸收率和塑性流动速率之间的显著相似性。