低动态生热的新型橡胶纳米复合材料的设计与制备的模拟与实验研究

批准号:
51873006
项目类别:
面上项目
资助金额:
59.0 万元
负责人:
刘军
依托单位:
学科分类:
E0304.通用高分子材料
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
侯冠一、张至宇、万海肖、陶伟、高科、李赛、高乃申
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中文摘要
本项目提出结合分子动力学模拟与实验相结合,对不同填料增强橡胶复合材料,重点发展出实现填料均匀分散的技术,开展填料分散形貌与复合材料动态生热关系的研究。本项目中将重点研究以下几个问题:(1)通过分子动力学模拟研究实现填料均匀分散的动力学与热力学过程;(2)模拟预测橡胶复合材料在动态拉伸与动态剪切过程中填料分散结构与动态生热之间的关系;(3)改变不同的填料与橡胶基体,制备出具有不同形状填料但均匀分散的橡胶复合材料,研究系列结构因素对填料分散结构与动态生热关系的影响;(4)在上面基础上,通过实验的手段与方法,合成与制备出具有填料均匀分散形貌的新型橡胶纳米复合材料,对外力加载下动态生热进行表征,并对模拟预测结果进行验证。为高性能、低动态生热与长寿命的橡胶制品的设计与制备提供科学依据和理论指导。
英文摘要
In this project, for various kinds of nanoparticles(NPs) reinforced rubber nanocomposites, we mainly develop the dispersion technique to realize the homogeneous distribution of the NPs, and study the relation between the dispersed morphology of the NPs and the dynamic heat build-up of the composite through the combination of molecular dynamics simulation and experiment. In this project we focus our attention on the following scientific issues: (1)to study the kinetics and thermodynamics of realizing the homogeneous dispersion of the NPs through molecular dynamics simulation, (2)to predict the dispersed structure and the dynamic heat build-up of rubber nanocomposites under the dynamic tension and shear deformations, (3)to prepare rubber nanocomposites with a well dispersed state of NPs with different shapes by modifying the kind of the NPs and the rubber matrix, and determine the effect of the structural parameters on the dispersed structure and dynamic heat build-up,(4)On the basis of this, we hope to synthesize and fabricate novel rubber nanocomposites with a homogeneous dispersion of the NPs through the experimental approach, and characterize the dynamic heat build-up under the dynamic loading-unloading, and validate the simulated results. These results are expected to provide scientific basis and theoretical guidance for the design and fabrication of high performance rubber products with low dynamic heat build-up and long service life.
本项目提出了结合分子动力学模拟与实验相结合,对不同填料增强橡胶复合材料,重点发展出实现填料均匀分散的技术,开展填料分散形貌与复合材料动态生热关系的研究。本项目中将重点研究以下几个问题:(1)通过分子动力学模拟研究实现填料均匀分散的动力学与热力学过程; (2)模拟预测橡胶复合材料在动态拉伸与动态剪切过程中填料分散结构与动态生热之间的关系;(3)改变不同的填料与橡胶基体,制备出具有不同形状填料但均匀分散的橡胶复合材料,研究系列结构因素对填料分散结构与动态生热关系的影响;(4)在上面基础上,通过实验的手段与方法,合成与制备出具有填料均匀分散形貌的新型橡胶纳米复合材料,对外力加载下动态生热进行表征,并对模拟预测结果进行验证。为高性能、低动态生热与长寿命的橡胶制品的设计与制备提供科学依据和理论指导。
期刊论文列表
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会议论文列表
专利列表
Designing Superlattice Structure via Self-Assembly of One-Component Polymer-Grafted Nanoparticles
通过单组分聚合物接枝纳米颗粒的自组装设计超晶格结构
DOI:10.1021/acs.jpcb.8b11118
发表时间:2019-03-07
期刊:JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B
影响因子:3.3
作者:Hou, Guanyi;Xia, Xiuyang;Zhang, Liqun
通讯作者:Zhang, Liqun
Designing Heterogeneous Surfaces of Two-Dimensional Nanosheets to Maximize Mechanical Reinforcing of Polymer Nanocomposites via Molecular Dynamics Simulation
通过分子动力学模拟设计二维纳米片的异质表面以最大化聚合物纳米复合材料的机械增强
DOI:10.1021/acs.macromol.2c00375
发表时间:2022-07
期刊:Macromolecules
影响因子:5.5
作者:Gao Ke;Huang Yongdi;Han Yue;Gao Yangyang;Dong Caibo;Liu Jun;Li Fanzhu;Zhang Liqun
通讯作者:Zhang Liqun
Molecular Dynamics Simulation of the Structural, Mechanical, and Reprocessing Properties of Vitrimers Based on a Dynamic Covalent Polymer Network
基于动态共价聚合物网络的 Vitrimer 结构、机械和再加工性能的分子动力学模拟
DOI:10.1021/acs.macromol.1c02034
发表时间:2022-02
期刊:Macromolecules
影响因子:5.5
作者:Zhao Hengheng;Wei Xuefeng;Fang Yue;Gao Ke;Yue Tongkui;Zhang Liqun;Ganesan Venkat;Meng Fanlong;Liu Jun
通讯作者:Liu Jun
Designing high thermal conductivity of polydimethylsiloxane filled with hybrid h-BN/MoS2 via molecular dynamics simulation
通过分子动力学模拟设计杂化 h-BN/MoS2 填充的高导热聚二甲基硅氧烷
DOI:10.1016/j.polymer.2021.123697
发表时间:2021-05
期刊:Polymer
影响因子:4.6
作者:Yafei Wang;Zhicheng Chang;Ke Gao;Ziwei Li;Guanyi Hou;Jun Liu;Liqun Zhang
通讯作者:Liqun Zhang
Manipulating the mechanical properties of cis-polyisoprene nanocomposites via molecular dynamics simulation
通过分子动力学模拟控制顺式聚异戊二烯纳米复合材料的机械性能
DOI:10.1016/j.polymer.2022.125233
发表时间:2022-08-20
期刊:POLYMER
影响因子:4.6
作者:Chen, Qionghai;Huang, Wanhui;Liu, Jun
通讯作者:Liu, Jun
高强低滞后可重复挤出加工类玻璃弹性体设计与制备的计算模拟与实验研究
- 批准号:52373222
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:51万元
- 批准年份:2023
- 负责人:刘军
- 依托单位:
动态周期加载下橡胶基体中填料网络结构的演化与力学性能关系的模拟与实验研究
- 批准号:21674010
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:65.0万元
- 批准年份:2016
- 负责人:刘军
- 依托单位:
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
- 批准号:51403015
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:25.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:刘军
- 依托单位:
国内基金
海外基金
