不同温度下环氧/聚氨酯共聚物摩擦学性能的分子动力学模拟研究

为探究不同温度下共聚物的摩擦学性能,设计了分子比例为2:1和1:2的环氧/聚氨酯共聚物体系(2EP/PU和2PU/EP).通过分子动力学(MD)模拟,考察了共聚物在不同温度下的力学性能,结果表明在223、298和373 K时,2PU/EP的杨氏模量分别比2EP/PU提高了8.8%、7.1%和1.7%,主要归因于聚氨酯的线性结构增加了分子链的堆积密度,使得共聚物的密度增加,从而模量和强度相对较大.同时,建立共聚物与铁层的滑动摩擦模型,基于原子水平分析了材料的摩擦剪切性能.2EP/PU在223 K时的摩擦系数最低为0.067,比298和373 K时降低了近40%,而2PU/EP的摩擦系数在373 K时最低为0.105,在223和298 K时分别提高至0.112和0.115,且2PU/EP的摩擦系数高于2EP/PU,这与不同温度下聚氨酯的分子极性、共聚合物和铁层之间的相互作用以及范德华力等密切相关.