纳米颗粒尺寸、负载量及形状对聚合物纳米复合材料力学性能的影响

我们通过粗粒度分子动力学模拟，研究了球形、三角形和棒状纳米颗粒对聚合物纳米复合材料 (PNC) 力学性能的影响。我们重点关注纳米颗粒的尺寸、负载量、质量和形状如何影响 PNC 的弹性模量、失效应力以及在外力作用下抵抗空穴形成和生长的能力。我们发现，在强聚合物 - 纳米颗粒相互作用的机制下，通过临时聚合物 - 纳米颗粒交联形成聚合物网络对 PNC 的增强起主导作用。尺寸与聚合物单体相当的球形纳米颗粒在增韧 PNC 方面比大尺寸球形颗粒更有效。在比较球形、三角形和棒状几何形状的颗粒时，棒状纳米颗粒显现为最佳的 PNC 增韧剂。