碳纳米管增强硫化天然橡胶拉伸性能的分子动力学模拟

作者：闫宏远; 杨洋^*; 郭荣鑫; 范正明

来源：固体力学学报, 2023, 44(02): 222-231.

DOI：10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2022.043

• 天然橡胶
• 碳纳米管
• 分子动力学模拟
• 力学性能
• 界面能

基于分子动力学(MD)模拟方法，建立了碳纳米管/硫化天然橡胶复合材料体系模型，采用ReaxFF势函数，模拟了不同碳纳米管(CNT)含量的复合材料的拉伸过程.通过计算复合材料体系的自由体积分数、均方位移及回转半径，分析了材料基本微观性质和碳纳米管团聚的机制，计算结果与实验相符.通过碳纳米管与硫化天然橡胶界面能的计算，发现在加载过程中系统总势能的变化主要由硫化天然橡胶基体引起，其中非键能起主导作用；碳纳米管由于其自身力学性能较好，且与天然橡胶分子链相互作用产生界面能，导致材料力学性能提升，材料的屈服应力随碳纳米管含量的增加而显著升高.

• 单位
  昆明理工大学; 建筑工程学院