基于分子模拟的聚醚醚酮拉伸力学行为与改性

TB383; 采用分子动力学方法预测聚醚醚酮(PEEK)的拉伸力学性能,对PEEK分子模型进行各向异性控压的非平衡态拉伸模拟,获得PEEK材料的应力-应变曲线,计算弹性模量、屈服强度等力学性能.分析不同应变率和温度下PEEK的力学性能、自由体积、均方回转半径和体系能量随拉伸应变的变化规律,进而解释PEEK分子链特征与材料宏观性能的关系.结果表明:随着应变率的增加,PEEK的弹性模量和屈服强度大幅提高;随着温度的增加,PEEK的弹性模量和屈服强度大幅降低;在拉伸弹性和屈服阶段体系的自由体积增加较快,分子链的均方回转半径基本不变,体系总势能以非键能为主.非键相互作用是影响PEEK弹性模量和屈服强度...

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Published in航空材料学报 Vol. 42; no. 2; pp. 47 - 56
Main Authors 张可, 姚重阳, 李栋宇, 牛飞, 王博, 李桐
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 大连理工大学 工程力学系 工业装备结构分析国家重点实验室, 辽宁 大连 116024 01.04.2022
中材科技风电叶片股份有限公司,北京 100192%中国运载火箭技术研究院, 北京 100076%大连理工大学 工程力学系 工业装备结构分析国家重点实验室, 辽宁 大连 116024
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聚醚醚酮;分子动力学;力学性能;非键相互作用;氨基官能化
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ISSN1005-5053
DOI10.11868/j.issn.1005-5053.2021.000143

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Summary:TB383; 采用分子动力学方法预测聚醚醚酮(PEEK)的拉伸力学性能,对PEEK分子模型进行各向异性控压的非平衡态拉伸模拟,获得PEEK材料的应力-应变曲线,计算弹性模量、屈服强度等力学性能.分析不同应变率和温度下PEEK的力学性能、自由体积、均方回转半径和体系能量随拉伸应变的变化规律,进而解释PEEK分子链特征与材料宏观性能的关系.结果表明:随着应变率的增加,PEEK的弹性模量和屈服强度大幅提高;随着温度的增加,PEEK的弹性模量和屈服强度大幅降低;在拉伸弹性和屈服阶段体系的自由体积增加较快,分子链的均方回转半径基本不变,体系总势能以非键能为主.非键相互作用是影响PEEK弹性模量和屈服强度的一个主导因素,由此提出氨基修饰PEEK侧链的改性策略,结果表明,氨基官能化PEEK的弹性模量和屈服强度较PEEK分别提升21％和34％.
ISSN:1005-5053
DOI:10.11868/j.issn.1005-5053.2021.000143