超高纳米颗粒负载下聚合物纳米颗粒复合材料力学增强的起源
软凝聚态物质
2020-07-01 v1 材料科学
摘要
纳米颗粒负载极高（>50%）的聚合物纳米颗粒复合材料（PNC）已被证明与其组分的纯体系相比，可同时显著改善强度、刚度和韧性。近期关于这些高负载 PNC 中聚合物填充分数影响的实验研究表明，即使在低聚合物填充分数下，硬度和模量也会显著增加。本工作中，我们旨在通过考察拉伸变形下聚合物与纳米颗粒（NP）的动力学来理解这些性能增强的起源。我们对随机密堆积纳米颗粒堆积中、具有不同聚合物填充分数的粗粒化玻璃态聚合物进行分子动力学（MD）模拟。我们表征了 PNC 体系的力学性质，比较了 NP 重排行为，并研究了聚合物在玻璃化转变温度以下变形过程中的链段及链层级动力学。我们的模拟结果证实了实验观察到的低聚合物填充分数下模量的增加，并提供证据表明力学增强的来源是聚合物桥接效应。
引用
@article{arxiv.1912.08941,
title = {The origin of mechanical enhancement in polymer nanoparticle composites with ultra-high nanoparticle loading},
author = {Emily Y. Lin and Amalie L. Frischknecht and Robert A. Riggleman},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.08941},
year = {2020}
}