弹性体纳米复合材料Payne效应机理的分子动力学模拟与理论研究

项目名称： 弹性体纳米复合材料Payne效应机理的分子动力学模拟与理论研究

项目编号： No.51403015

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 刘军

作者单位： 北京化工大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 本项目拟采用分子动力学模拟，从分子水平上揭示弹性体纳米复合材料的Payne效应机理。为模拟跨尺度与跨时间，我们将粗粒度与全原子模型有机结合。在模拟体系储能模量随应变幅度变化的同时，表征其微观结构的动态演化行为：包括颗粒分布与间距、分子链尺寸(均方回转半径与均方末端距)、分子链构象(搭接在两个或两个以上颗粒而形成桥链的数目与分布)、颗粒—颗粒总的相互作用能、颗粒—分子链总的相互作用能与分子链—分子链总的相互作用能的变化，并系统考察炭黑与白炭黑的尺寸、填充分数、表面活性与分子链长对储能模量随应变幅度变化的影响，最后提出一个涵盖因素尽可能全面、普适度高的理论模型，对Payne效应进行定量解释与预测。本项目的研究内容是弹性体科学与工程中最为关注的根本性理论问题之一，采用分子动力学模拟的方法在国际上未见报道, 本项目的实施也将为优化轮胎用弹性体纳米复合材料的动静态力学性能提供科学依据与理论指导。

中文关键词： Payne效应；弹性体；纳米颗粒；粘弹性；分子动力学模拟

英文摘要： Through molecular dynamics simulation, this project aims to discover the mechanism of the Payne effect in elastomer nanocomposites at the molecular level. To simulate much length and time scales, we adopt coarse-grained and atomistic models at the same ti

英文关键词： Payne effect；elastomer；nanoparticle；visco-elasticity；molecular dynamics simulation