高性能碳纳米管/聚合物复合材料纤维的力学行为及增强机理

本项目以碳纳米管增强超高分子量聚乙烯复合材料为研究对象，采用实验与理论相结合的方法，研究本体材料分子高度取向的情况下碳纳米管对复合材料机械性质的影响以及该新型复合材料的增强机理。面用工业应用，以凝胶纺丝法制备纳米复合材料纤维。通过实验找出最佳的工艺条件和纳米管含量，制备出具有优越机械性能的特种纤维。借助现代电子显微镜，观察聚乙烯分子取向不同情况下碳纳米管的形态变化，分析本体材料与纳米管之间的取向联系，理解结构与性能的关系。在此实验基础上，建立合适的分子模型，通过分子动力学的方法，研究聚合物分子取向不同的情况下,界面的形态变化和对应的剪切强度并模拟该结构的复合材料机械性质。与实验数据相比较,真正理解碳纳米管在高性能复合材料纤维中的增强机理，达到控制高性能纤维制备的目的。