РЕФЕРАТ 2
ВВЕДЕНИЕ 8
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1 Метод молекулярной динамики
1.1.1 Общие сведения 9
1.1.2 История и применение метода молекулярной динамики Ошибка!
Закладка не определена.
1.1.3 Ограничение метода молекулярной динамики Ошибка! Закладка не
определена. 19
1.2 Применение метода молекулярной динамики к полимерам 21
1.2.1 Процесс отверждения полимеров в ходе молекулярно-динамического моделирования 22
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Условия моделирования Ошибка! Закладка не определена.28
2.2 Методы анализа Ошибка! Закладка не определена.29
2.3 Моделируемая система
2.3.1 Элементарная ячейка до отверждения 29
2.3.2 Подготовка и отладка процедуры отверждения эпоксидной смолы 32
2.3.3 Расчет температуры стеклования 36
3 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1 Моделируемая система Ошибка! Закладка не определена.38
3.2 Разработка и оптимизация процедуры отверждения эпоксидной смолы 43
3.3 Температура стеклования полимера в зависимости от количества сшивок
Ошибка! Закладка не определена.44
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 47
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 48
ABSTRACT 52
Данное исследование посвящено молекулярно-динамическому
моделированию процесса отверждения эпоксидно-диановой смолы ЭД-20 связующим триэтилентетрамином.
Композиты на основе эпоксидных смолы повсеместно используются в отраслях, где требуются материалы с высокими эксплуатационными характеристиками [1], в частности, в авиакосмической отрасли в волокнистых армированных композитах для изготовления конструктивных
высоконагруженных деталей [2].
Моделирование молекулярной динамики (МД) является широко применяемым методом теоретического исследования сплошных сред [3]. При этом моделирование процесса отверждения этих эпоксидных смол является ключевым моментом в построении достоверной модели композитного материала.
Таким образом, целью работы являлось получение достоверной молекулярнодинамической модели системы, состоящей из отвердителя, в нашем случае триэтилентетрамина и эпоксидной смолы ЭД-20.
Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:
1) собран литературный обзор по теме молекулярно-динамического моделирования неупорядоченных полимеров;
2) построены молекулярно-механические модели компонентов системы, из которых собрана элементарная ячейка, содержащая компоненты;
3) осуществлена предварительная оптимизация и расчеты молекулярной динамики конденсации компонентов в заданных соотношениях из газообразного состояния;
4) отработан протокол поэтапного отверждения эпоксидно-диановой смолы молекулами триэтилентетрамина;
5) рассчитана температуру стеклования отвержденного полимера в молекулярно-динамической модели в зависимости от степени отверждения полимера
В настоящей работе впервые была построена молекулярно-динамическая модель отверждения эпоксидной смолы ЭД-20, содержащей олигомеры ДГЭБА, отвердителем триэтилентетрамином ТЭТА.
В рамках работы были достигнуты следующие результаты.
1. Построена молекулярно-динамическая модель смеси эпоксидной смолы ЭД- 20 и триэтилентетрамина (ТЭТА) в массовом соотношении 10:1.
2. В молекулярно-динамической модели выявлена склонность молекул отвердителя ТЭТА к преимущественной агрегации друг с другом, из-за чего его распределение в системе при естественных условиях может быть неравномерным.
3. Разработан и опробирован открытый регулируемый протокол итеративного добавления связей между отвердителем и молекулами смолы.
4. Показана зависимость температуры стеклования от стартового распределения отвердителя в массиве смолы, следовательно, следует учитывать сродство молекул отвердителя к смоле при построении моделей пространственно- сшитого
