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J-GLOBAL ID：201702257307036071   整理番号：17A0499542

熱硬化ナノ複合材料の界面強度に対する,CNTの表面うねりおよびアグロメレーションの効果の分子動力学シミュレーション

Molecular dynamics simulations of the effect of waviness and agglomeration of CNTs on interface strength of thermoset nanocomposites

著者 (2件)： Alian A. R. (Mechanics and Aerospace Design Laboratory, Department of Mechanical and Industrial Engineering, University of Toronto, 5 King’s College Road, Toronto, ON M5S 3G8, Canada. [e-mail]) ,  Meguid S. A.
資料名： Physical Chemistry Chemical Physics  (Physical Chemistry Chemical Physics)
巻： 19  号： 6  ページ： 4426-4434  発行年： 2017年 
JST資料番号： A0271C  ISSN： 1463-9076  CODEN： PPCPFQ  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： ナノ強化複合材料の既存の分子動力学シミュレーションの殆どは,カーボンナノチューブ(CNT)が直線状で,熱硬化樹脂中に均一分散していることを仮定している。しかしながら実際には,CNTは,van der Waals相互作用および静電力の結果として,典型的に湾曲,アグロメレーションおよび凝集している。本論文では,拡張分子動力学(MD)シミュレーション中に,CNTの湾曲およびアグロメレーションの双方を考慮した。このシミュレーションの目的は,熱硬化ナノ複合材料の界面強度および負荷移動性能に対する,これら湾曲およびアグロメレートしたCNTの表面うねりおよびアグロメレーションの影響を評価することにある。研究として2種類の側面を以下のように調べた。最初に,同一長ながら各種湾曲した現実的なカーボンナノチューブ(CNT)を,熱硬化高分子複合材料中に埋設し,引抜試験シミュレーションを実施して,対応する界面剪断強度(ISS)を評価した。次に,ISSに対するアグロメレーションサイズの効果を,各種径のCNT束を用いて決定した。MDシミュレーションの結果は下記である。湾曲CNTの引抜力は,その直線状の対照物より顕著に大きく,CNTの表面うねりの増大で一層増加した。これは,引抜工程におけるCNT直線化中の追加的引抜エネルギー散逸に起因した。CNTのアグロメレーションがISSの低下および乏しい負荷移動性を生じ,この低下はアグロメレートのサイズで支配されていることも明らかになった。このシミュレーション結果は,CNT-高分子複合材料中のCNTの表面うねりおよびアグロメレーションの効果を考慮したISSに対する一般的な関係を開発することにも使用できた。Copyright 2017 Royal Society of Chemistry All Rights reserved. Translated from English into Japanese by JST

シソーラス用語： *熱硬化性プラスチック ,  *ナノ複合材料 ,  *カーボンナノチューブ ,  *表面性状 ,  *造粒 ,  *計算機シミュレーション ,  *分子動力学 ,  強化プラスチック ,  van der Waals力 ,  静電相互作用 ,  曲面 ,  凝集 ,  負荷調整 ,  複合材料 ,  *引抜試験 ,  *剪断強さ ,  エネルギー散逸 ,  エポキシ樹脂 ,  顕微鏡観察 ,  単層カーボンナノチューブ ,  結合エネルギー
準シソーラス用語： *アグロメレーション ,  引抜力 ,  界面強度 ,  *界面剪断強度 ,  原子間力顕微鏡観察 ,  高分子複合材料 ,  *表面うねり ,  *分子動力学シミュレーション ,  湾曲

分類 (4件)： 炭素とその化合物  (YB02060D) ,  ゴム・プラスチック材料試験  (HB03000F) ,  計算機シミュレーション  (JE11000H) ,  固体の表面構造一般  (BK15010E)

タイトルに関連する用語 (7件)： 熱硬化 ,  ナノ複合材料 ,  界面強度 ,  CNT ,  表面うねり ,  アグロメレーション ,  分子動力学シミュレーション