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

1、隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)于新型材料的需求變得很迫切，這其中就包括對(duì)新型導(dǎo)熱材料的需求。無(wú)論是國(guó)防科技還是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)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(lái)提高導(dǎo)熱系數(shù)的最佳材料。本文的研究對(duì)象是碳納米管/天然橡膠復(fù)合材料，采用平衡態(tài)分子動(dòng)力學(xué)方法。本文研究了分子動(dòng)力學(xué)時(shí)間步長(zhǎng)以及交聯(lián)密

2、度對(duì)天然橡膠導(dǎo)熱系數(shù)的影響;同時(shí)在碳納米管方面研究了改性對(duì)碳納米管導(dǎo)熱系數(shù)影響，最后對(duì)碳納米管填充到天然橡膠之后整個(gè)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(shí)間步長(zhǎng)對(duì)天然橡膠導(dǎo)熱系數(shù)分子動(dòng)力學(xué)模擬結(jié)果的影響為研究?jī)?nèi)容，得到了在不同時(shí)間步長(zhǎng)下天然橡膠導(dǎo)熱系數(shù)的收斂結(jié)果，并對(duì)得到的結(jié)果進(jìn)行分析比較。結(jié)果表明，在時(shí)間步長(zhǎng)低于0.1fs時(shí)，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(shí)間步長(zhǎng)大于0

3、.1fs后，隨時(shí)間步長(zhǎng)選擇越來(lái)越大，導(dǎo)熱系數(shù)結(jié)果也越來(lái)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(duì)異戊二烯分子鏈導(dǎo)熱系數(shù)影響，在這里使用共價(jià)連接的形式模擬交聯(lián)對(duì)其導(dǎo)熱性能的影響。模擬得出:交聯(lián)密度會(huì)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(zhǎng)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(duì)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.