Molecular Dynamics Simulation of Polymer/rod Nanocomposite

doi:10.7503/cjcu20200593

Abstract

Abstract:

The effects of nanorods on the structural， dynamical， and rheological properties of polymer matrix were investigated under shear flow via nonequilibrium molecular dynamics simulation. By comparing the results of nanocomposites（with volume fractions from 0. 8% to 10%） and pure melts， it is found that the diffusion and relaxation of polymer chains are gradually limited with the increase of nanoparticles， while the polymer size keeps almost unchanged. Under shear flow， it is found that the structural properties such as the mean-square radius of gyration， main components of gyration tensor and the orientation resistance parameter are almost independent of the volume fractions of nanoparticles， from the perspective of Weissenberg number（W_i）， while the tumbling motion of polymer chains is restricted. In addition， we also find the shear viscosity curve of nanocomposites is essentially the same with that of the pure melt， that is， W_i=1 divides the curve into the plateau region and the shear thinning region. The introduction of nanorods merely changes the shear viscosity of the fluid quantitatively.

Key words: Nanocomposites, Molecular dynamics simulation, Shear flow

CLC Number:

O631

TrendMD:

LIU Aiqing, XU Wensheng, XU Xiaolei, CHEN Jizhong, AN Lijia. Molecular Dynamics Simulation of Polymer/rod Nanocomposite[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2021, 42(3): 875.

Figures/Tables 9

L(σ)	N_c	N_r	φ(%)
42.17	2107	0	0
32.90	992	24	0.8
32.90	990	30	1
42.17	2000	320	5
42.17	1896	632	10

φ(%)	$η 0$
0	19.69
0.8	21.02
1	21.54
5	30.63
10	46.28

φ(%)	$η 0$
0	19.69
0.8	21.02
1	21.54
5	30.63
10	46.28

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