PVDF-g-PMMA/POSS纳米纤维膜的制备与表征

通过活性自由基聚合(ATRP)的方法制备了聚偏氟乙烯-g-聚甲基丙烯酸甲酯(PVDF-g-PMMA)共聚物,其接枝率为10.2%.采用静电纺丝法制备了PVDF-g-PMMA/POSS纳米纤维复合膜,并研究了POSS的含量对其形态、机械性能和晶体结构变化的影响.结果表明:随着POSS的加入,纳米纤维表面粗糙度增加,纤维平均直径减小,复合膜的结晶度最大降低了13.0%,其机械性能和初始模量有不同程度的增加,且当POSS质量分数为2%时,拉伸强度达到了8.01 MPa.

氧原子辐射作用下PVDF/POSS纳米复合材料的腐蚀损伤模拟

POSS材料掺杂到PVDF材料中能有效提高PVDF材料的抗氧化性能,同时不影响其高比强度和高比模量。由于实验室环境难以模拟空间环境氧原子对PVDF/POSS纳米复合材料的辐射作用,采用LLAMMPS软件模拟PVDF与PVDF/POSS两种材料在氧原子辐射作用下的腐蚀损伤行为。结果表明:POSS能有效提高材料的抗氧化性能,模拟结果合理科学,可有效指导空间环境中PVDF/POSS材料腐蚀损伤行为的研究。

单轴拉伸下PVDF/POSS纳米复合材料的损伤模拟

目的研究PVDF及其氟化POSS纳米复合材料在单轴拉伸载荷下的损伤行为。方法首先依据实验结果和细观力学均匀化方法,建立纯PVDF和三种不同POSS含量PVDF/POSS纳米复合材料的颗粒掺杂有限元模型,并通过在实体单元之间嵌入可破坏的内聚力单元来模拟损伤。结果模拟得到的应力-应变关系与实验结果相吻合,证明了模拟结果的可靠性。损伤破坏的初始时间表明在破坏的初期阶段,POSS对于损伤有抑制作用,并且其效果随着POSS含量的增加而增强。损伤速度和最终的损伤面积和则表明质量分数在5%以下的POSS掺杂对于PVDF的损伤有抑制作用,并且随着POSS质量分数的增加其效果不断增强。当质量分数达到8%时,POSS的掺杂反而加速了PVDF的损伤。结论 POSS掺杂影响PVDF的损伤破坏,掺杂量对PVDF损伤破坏有抑制/促进作用,这一结果有助于理解实验所得到的力学参数的变化规律。