碳納米管-天然橡膠復(fù)合材料導(dǎo)熱系數(shù)分子動力學(xué)模擬.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，對于新型材料的需求變得很迫切，這其中就包括對新型導(dǎo)熱材料的需求。無論是國防科技還是國民經(jīng)濟(jì)的各個方面上都有著導(dǎo)熱材料的身影。人們心目中的新型導(dǎo)熱材料不僅需要具備抗磨、抗壓等性能，還應(yīng)具備良好的熱傳遞能力。
　　碳納米管是一種性能優(yōu)良的導(dǎo)熱物質(zhì)，因此被人們公認(rèn)為是填充高分子材料來提高導(dǎo)熱系數(shù)的最佳材料。本文的研究對象是碳納米管/天然橡膠復(fù)合材料，采用平衡態(tài)分子動力學(xué)方法。本文研究了分子動力學(xué)時間步長以及交聯(lián)密

2、度對天然橡膠導(dǎo)熱系數(shù)的影響;同時在碳納米管方面研究了改性對碳納米管導(dǎo)熱系數(shù)影響，最后對碳納米管填充到天然橡膠之后整個復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)做了相關(guān)模擬。
　　本文首先以不同時間步長對天然橡膠導(dǎo)熱系數(shù)分子動力學(xué)模擬結(jié)果的影響為研究內(nèi)容，得到了在不同時間步長下天然橡膠導(dǎo)熱系數(shù)的收斂結(jié)果，并對得到的結(jié)果進(jìn)行分析比較。結(jié)果表明，在時間步長低于0.1fs時，導(dǎo)熱系數(shù)結(jié)果穩(wěn)定在0.35 W·m-1·K-1左右，接近實(shí)驗(yàn)結(jié)果。當(dāng)選擇的時間步長大于0

3、.1fs后，隨時間步長選擇越來越大，導(dǎo)熱系數(shù)結(jié)果也越來越大，計(jì)算結(jié)果失去準(zhǔn)確性。緊接著研究了交聯(lián)密度對異戊二烯分子鏈導(dǎo)熱系數(shù)影響，在這里使用共價連接的形式模擬交聯(lián)對其導(dǎo)熱性能的影響。模擬得出:交聯(lián)密度會減弱分子鏈的導(dǎo)熱性能，并且交聯(lián)密度越大，導(dǎo)熱系數(shù)越小。改性碳納米管導(dǎo)熱系數(shù)的研究發(fā)現(xiàn);未改性的碳納米管因?yàn)楠?dú)特的構(gòu)造（大長徑比），導(dǎo)致它表現(xiàn)出極高的導(dǎo)熱系數(shù)。而改性的碳納米管導(dǎo)熱性能相對于未改性的發(fā)生了很大的下降，并且即使改性密度僅有0.