聚合物纳米复合材料应变诱导结晶的研究.doc
约35页DOC格式手机打开展开
聚合物纳米复合材料应变诱导结晶的研究,study on the strain-induced crystallization of polymer nanocomposites1.73万字 35页原创作品，已通过查重系统 摘要： 纳米复合材料的概念起源于80年代初期，它是指作为分散相材料的尺寸至少在一维方向在100nm以...
内容介绍
此文档由会员 已隔万里 发布
聚合物纳米复合材料应变诱导结晶的研究
Study on the strain-induced crystallization of polymer nanocomposites
1.73万字 35页 原创作品，已通过查重系统
摘要： 纳米复合材料的概念起源于80年代初期，它是指作为分散相材料的尺寸至少在一维方向在100nm以内的复合材料。天然的纳米复合材料在自然界中大量存在，如骨骼，珠母贝壳等，骨骼主要由纳米级的片状羟基磷灰石结晶在骨胶原骨架中组成，同时具有很高的韧性和硬度。分子生物学和仿生学对材料科学和技术的发展起着推动作用，直到最近20年人们才开始合成纳米复合材料，并探索其在各方面的应用。由于纳米粒子的颗粒尺寸很小，比表面积很大，使其拥有表面效应，体积效应，量子尺寸效应及宏观量子隧道效应；再加上聚合物密度小，强度高，耐腐蚀，易加工等优良特性，使聚合物纳米复合材料呈现出很多不同与常规聚合物复合材料的特性。聚合物纳米复合材料是由各种纳米单元与有机高分子材料以各种方式复合成型的一种新型复合材料，其中纳米材料为分散相，有机聚合物为连续相。
聚合物纳米复合材料作为新型的结构功能材料被广泛研究，这种复合材料既有高聚物本身的优点，又兼备了纳米粒子的特异属性，因而使其在力学、催化、功能材料等领域内得到应用，甚至出现全新的性能和功能。所以聚合物纳米复合材料有着广阔的发展前景。但总体而言，聚合物纳米复合材料的研究尚处在起步阶段，优化聚合物纳米复合材料制备工艺，探索其诱导结晶的机理，研制性能优异的新材料，是今后纳米复合材料发展的方向。
计算机模拟已经成为除理论和实验之外的第三种常规研究方法。其中Monte Carlo模拟是一种广泛应用的随机模拟方法。可以在三维格子空间中从分子水平上考察链的运动以及结晶成核的微观机理。本文我们使用格子空间中的动态Monte Carlo模拟方法对二维纳米粒子诱导聚合物形成shish-kebab结构的分子机理进行了研究。
第一章，我们简要介绍什么是聚合物，聚合物的结构特征和物理性能。侧重介绍一些聚合物纳米复合材料的特殊物理性能，并简述其结晶行为。
第二章，介绍了动态Monte Carlo模拟的基本原理以及我们所采用的算法。在我们的模型中主要引入了两种运动模式：1）单格点跳跃；2）局域蛇行。两种模式的结合加快了体系的松弛，提高了模拟运算的效率。在我们的格子空间中，每个格点的近邻位置格点数有26个，每个链可以有总共13个取向，有利于模拟高分子的取向诱导结晶。
第三章，我们使用格子空间中的动态Monte Carlo模拟方法对二维纳米粒子诱导聚合物形成shish-kebab结构的分子机理进行了研究，研究不同条件下二维纳米粒子对聚合物结晶过程及其机理的影响。我们发现长径比较大的二维纳米平板会诱导聚合物溶液结晶形成纳米杂化shish-kebab结构。但是随着平板的长径比越来越小或宽度越来越大，kebab片晶沿着宽度方向的取向逐渐变大，不再形成纳米杂化shish-kebab结构。
第四章，总结过去，放眼未来。
关键词：纳米复合材料 Monte Carlo模拟 结晶 取向
Study on the strain-induced crystallization of polymer nanocomposites
1.73万字 35页 原创作品，已通过查重系统
摘要： 纳米复合材料的概念起源于80年代初期，它是指作为分散相材料的尺寸至少在一维方向在100nm以内的复合材料。天然的纳米复合材料在自然界中大量存在，如骨骼，珠母贝壳等，骨骼主要由纳米级的片状羟基磷灰石结晶在骨胶原骨架中组成，同时具有很高的韧性和硬度。分子生物学和仿生学对材料科学和技术的发展起着推动作用，直到最近20年人们才开始合成纳米复合材料，并探索其在各方面的应用。由于纳米粒子的颗粒尺寸很小，比表面积很大，使其拥有表面效应，体积效应，量子尺寸效应及宏观量子隧道效应；再加上聚合物密度小，强度高，耐腐蚀，易加工等优良特性，使聚合物纳米复合材料呈现出很多不同与常规聚合物复合材料的特性。聚合物纳米复合材料是由各种纳米单元与有机高分子材料以各种方式复合成型的一种新型复合材料，其中纳米材料为分散相，有机聚合物为连续相。
聚合物纳米复合材料作为新型的结构功能材料被广泛研究，这种复合材料既有高聚物本身的优点，又兼备了纳米粒子的特异属性，因而使其在力学、催化、功能材料等领域内得到应用，甚至出现全新的性能和功能。所以聚合物纳米复合材料有着广阔的发展前景。但总体而言，聚合物纳米复合材料的研究尚处在起步阶段，优化聚合物纳米复合材料制备工艺，探索其诱导结晶的机理，研制性能优异的新材料，是今后纳米复合材料发展的方向。
计算机模拟已经成为除理论和实验之外的第三种常规研究方法。其中Monte Carlo模拟是一种广泛应用的随机模拟方法。可以在三维格子空间中从分子水平上考察链的运动以及结晶成核的微观机理。本文我们使用格子空间中的动态Monte Carlo模拟方法对二维纳米粒子诱导聚合物形成shish-kebab结构的分子机理进行了研究。
第一章，我们简要介绍什么是聚合物，聚合物的结构特征和物理性能。侧重介绍一些聚合物纳米复合材料的特殊物理性能，并简述其结晶行为。
第二章，介绍了动态Monte Carlo模拟的基本原理以及我们所采用的算法。在我们的模型中主要引入了两种运动模式：1）单格点跳跃；2）局域蛇行。两种模式的结合加快了体系的松弛，提高了模拟运算的效率。在我们的格子空间中，每个格点的近邻位置格点数有26个，每个链可以有总共13个取向，有利于模拟高分子的取向诱导结晶。
第三章，我们使用格子空间中的动态Monte Carlo模拟方法对二维纳米粒子诱导聚合物形成shish-kebab结构的分子机理进行了研究，研究不同条件下二维纳米粒子对聚合物结晶过程及其机理的影响。我们发现长径比较大的二维纳米平板会诱导聚合物溶液结晶形成纳米杂化shish-kebab结构。但是随着平板的长径比越来越小或宽度越来越大，kebab片晶沿着宽度方向的取向逐渐变大，不再形成纳米杂化shish-kebab结构。
第四章，总结过去，放眼未来。
关键词：纳米复合材料 Monte Carlo模拟 结晶 取向
