阮诗伦　孙本强　刘婵

摘要：为研究在应力场和温度场作用下碳纳米管/不定型聚乙烯复合材料界面基体分子取向的变化历程，建立对应的复合材料分子模型.利用经典分子动力学的模拟方法，在对不同温度场碳纳米管表面高分子径向分布函数（Radial Distribution Function， RDF）分析的基础上，重点分析温度和拉伸应力对界面处基体分子取向参数的影响规律.结果表明：当温度从600 K降低到50 K时，界面基体分子的径向分布函数值和取向参数值分别提高140%和119%；当温度为50 K时，对复合材料施加0.01 ps-1的应变速率，当应变从0增加到0.24时，高分子链整体取向参数值提高19%.

关键词：碳纳米管； 聚乙烯； 分子动力学模拟； 取向参数； 径向分布函数

中图分类号： TB383

文献标志码：B

0 引 言

自1991年问世以来，碳纳米管[1]因其卓越的力学性能和独特的结构被作为理想的填充材料广泛应用于高分子复合材料.大量研究表明将碳纳米管加入高分子基体材料中可有效增强高分子复合材料的机械性能[2-4]，但是碳纳米管/高分子复合材料的增强机理仍存在诸多疑问，吸引大量科技工作者在该领域开展科学研究.众所周知，碳纳米管与高分子基体材料之间的界面性质对整个体系的机械性质有决定性的影响，因此，对该类材料界面性状的研究成为解开其增强机理的关键所在.近几年的研究表明，碳纳米管的加入对周边高分子的构象、结晶行为及取向参数等有明显影响[5-7]：当碳纳米管周围聚合物呈现螺旋形貌时非常有利于复合材料界面强度的提高[3]；……