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摘要
采用分子动力学模拟的方法建立了纳米二氧化锆增强丁腈橡胶（NBR）复合材料的分子模型，对比分析了外部填充、原位填充以及原位填充且经过偶联化处理三种形态的二氧化锆对NBR力学性能的增强效果，从原子层面探讨了定子橡胶力学性能的内在增强机制。结果表明，相比于纯NBR，三种形态二氧化锆的引入均显著改善了NBR的力学性能。原位填充纳米二氧化锆的表面羟基与NBR形成氢键型偶极相互作用，表面活性偶联剂双-（3-三乙氧基硅烷丙基）四硫化物的加入进一步提供了与橡胶基质之间的化学桥接，从而大大提升了NBR基质的力学性能。与纯NBR体系相比，原位填充且经过偶联化处理的二氧化锆增强NBR的力学性能表现最佳，复合体系的杨氏模量、体积模量和剪切模量均提升得最多。通过界面结合能、非键合能、均方位移和扩散系数的计算，验证了纳米二氧化锆的添加改善了定子橡胶力学性能的结论。
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