水凝膠納米復合材料的增強機理研究.pdf

1、水凝膠是一重要的功能性聚合物，因其具有高吸水、保水性，表面摩擦系數低及良好的生物相容性等優(yōu)點，在各個領域引起了極大的興趣。但傳統(tǒng)的合成水凝膠或天然水凝膠材料存在著機械強度不高，材料性能的重復性差等缺點，限制了其應用范圍。將納米材料復合到高分子網絡結構中，可以提高水凝膠材料的機械性能及其他相關性能。但不同形貌的納米材料對提升材料的性能具有不同的功效，納米粒子的不同形貌對其復合水凝膠性能的影響機制還有待深入探討。
　　本文選取常用的水

2、凝膠材料——聚丙烯酰胺（PAM）為研究對象，根據分子動力學理論，利用Accelrys公司的Materials Studio軟件包（簡稱MS），構建具有相同化學組成的典型的一維和二維碳納米填料——碳納米管和石墨烯的結構模型，以及具有三維網狀結構的、以丙烯酰胺為單體、N,N-亞甲基雙丙基酰胺為交聯劑的水凝膠初始模型，并進行了以下研究:
　　對建立的無定型初始單胞模型進行分子動力學模擬以得到與實際近似且較為合理的單胞模型。然后對其進行力

3、學性質的計算，可得到該單胞的剪切模量、楊氏模量、泊松比、拉梅常數等。
　　2、針對采用Amorphous Cell模塊構建模型可能引起的晶胞內分子排布的數值偏差，本文通過建立多個純聚丙烯酰胺單胞模型以減少偏差，然后通過計算模擬來得到它們的各項力學性質。
　　3、構建添加了一維碳材料——碳納米管的納米復合水凝膠模型，同樣對其初始單胞模型進行分子動力學模擬和力學性質的計算，得到復合凝膠模型的剪切模量、楊氏模量、泊松比、拉梅常數等