ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ СООТНОШЕНИЯ СОМОНОМЕРОВ ЭПОКСИДНОЙ СМОЛЫ И ОТВЕРДИТЕЛЯ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СИСТЕМЫ: МЕЗОМАСШТАБНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
- Авторы: Комаров П.В.1, Малышев М.Д.1
-
Учреждения:
- ФГБУН «Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН» 119991
- Выпуск: № 15 (2023)
- Страницы: 444-455
- Раздел: Первопринципное и атомистическое моделирование
- URL: https://journals.rcsi.science/2226-4442/article/view/378475
- DOI: https://doi.org/10.26456/pcascnn/2023.15.444
- EDN: https://elibrary.ru/XXHYWU
- ID: 378475
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Данная публикация продолжает цикл наших работ, направленных на совершенствование методологии построения мезомасштабных моделей сетчатых полимеров и характеризации их физических свойств. В качестве объекта изучения выбрана система получаемая из эпоксидной смолы на основе диглицидилового эфира бисфенола А и отвердителя трикарбоновой жирной кислоты. Структура данной системы формируется в результате трех параллельных реакций. Для их корректного воспроизведения предложен алгоритм, позволяющий учитывать особенности взаимосвязи всех протекающих процессов. Построение модели системы выполнено посредством отображения химической структуры мономеров на эквивалентное мезомасштабное представление. Модель использовалась для изучения взаимосвязи между строением и механическими свойствами формирующихся сеток в зависимости от соотношения объемных долей сомономеров в исходной реакционной смеси. Все расчеты выполнены в рамках метода реакционной версии диссипативной динамики частиц. Структура полимерных сеток в построенных образцах была охарактеризована с помощью топологического анализа. Исследование механических свойств выполнено посредством построения зависимостей «напряжение-деформация». Полученные результаты демонстрируют хорошую корреляционную взаимосвязь между плотностью несущих нагрузку цепей и механическими свойствами формирующихся сеток. Показано, что наибольшей жесткостью обладают образцы материала имеющие наивысшую степень конверсии и плотность числа несущих нагрузку цепей.
Об авторах
Павел Вячеславович Комаров
ФГБУН «Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН» 119991
Email: pv_komarov@mail.RUS
Россия, Москва, ул. Вавилова, 28)ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет» (170002, Россия, Тверь, Садовый пер., 35
Максим Дмитриевич Малышев
ФГБУН «Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН» 119991Россия, Москва, ул. Вавилова, 28)ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет» (170002, Россия, Тверь, Садовый пер., 35
Список литературы
- Lutz, J.-F. From precision polymers to complex materials and systems / J.-F. Lutz, J.-M. Lehn, E.W. Meijer, K. Matyjaszewski // Nature Reviews Materials. - 2016. - V. 1. - I. 5. - P. 1-14. doi: 10.1038/natrevmats.2016.24.
- Kremer, K. Computer simulations for macromolecular science / K. Kremer // Macromolecular Chemistry and Physics. - 2003. - V. 204. - I. 2. - P. 257-264. doi: 10.1002/macp.200290079.
- Joshi, S.Y. A review of advancements in coarse-grained molecular dynamics simulations / S.Y. Joshi, S.A. Deshmukh // Molecular Simulation. - 2020. - V. 47. - I. 10-11. - P. 786-803. doi: 10.1080/08927022.2020.1828583.
- Gavrilov, A.A. Thermal properties and topology of epoxy networks: a multiscale simulation methodology / A.A. Gavrilov, P.V. Komarov, P.G. Khalatur // Macromolecules. - 2015. - V. 48. - I.1. - P. 206-212. doi: 10.1021/ma502220k.
- Komarov, P.V. Magnetoresponsive smart nanocomposites with highly cross-linked polymer matrix / P.V. Komarov, P.G. Khalatur, A.R. Khokhlov // Polymer for Advanced Technologies. - 2021. - V. 32. - I. 10. - P. 3922-3933. doi: 10.1002/pat.5354.
- Малышев, М. Д. Мезоскопическое моделирование витримера на основе диглицидилового эфира бисфенола А / М. Д. Малышев, П. В. Комаров // Вестник Тверского государственного университета. Серия: Химия. - 2021. - № 4(46). - С. 105-117. - doi: 10.26456/vtchem2021.4.13. - EDN VOLLBB.
- Комаров, П. В. Изучение процесса сварки материала на основе витримера: мезомасштабное моделирование / П. В. Комаров, М. Д. Малышев // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2022. - № 14. - С. 435-449. - doi: 10.26456/pcascnn/2022.14.435. - EDN JJGHRJ.
- Capelot, M. Catalytic control of the vitrimer glass transition / M. Capelot, M.M. Unterlass, F. Tournilhac, L. Leibler // ACS Macro Letters. - 2012. - V. 1. - I. 7. - P. 789-792. doi: 10.1021/mz300239f.
- Capelot, M. Metal-catalyzed transesterification for healing and assembling of thermosets / M. Capelot, D. Montarnal, F. Tournilhac, L. Leibler // Journal of the American Chemical Society. - 2012. - V. 134. - I. 18. - P. 7664-7667. doi: 10.1021/ja302894k.
- Groot, R.D. Dissipative particle dynamics: bridging the gap between atomistic and mesoscopic simulation / R.D. Groot, P.B. Warren // The Journal of Chemical Physics. - 1997. - V. 107. - I. 11. - P. 4423-4435. doi: 10.1063/1.474784.
- Demongeot, A. Coordination and catalysis of Zn2+ in epoxy-based vitrimers / A. Demongeot, S.J. Mougnier, S. Okada et al. // Polymer Chemistry. - 2016. - V. 7. - I. 27. - P. 4486-4493. doi: 10.1039/C6PY00752J.
- Antonietti, M. Promises and problems of mesoscale materials chemistry or why meso? / M. Antonietti, G.A. Ozin // Chemistry: A European Journal. - 2004. - V. 10. - I. 1. - P. 28-41. doi: 10.1002/chem.200305009.
- Kriksin, Y.A. Directed assembly of block copolymers by sparsely patterned substrates / Y.A. Kriksin, P.G. Khalatur, I.V. Neratova et al. // Journal of Physical Chemistry C. - 2011. - V. 115. - I. 51. - P. 25185-25200. doi: 10.1021/JP204629K.
- Gavrilov, A.A. Effect of nanotube size on the mechanical properties of elastomeric composites / A.A. Gavrilov, A.V. Chertovich, P.G. Khalatur, A.R. Khokhlov // Soft Matter. - 2013. - V. 9. - I. 15. - P. 4067-4072. doi: 10.1039/c3sm27281h.
- Sadovnichy, V. "Lomonosov": Supercomputing at Moscow state university / V. Sadovnichy, A. Tikhonravov, V. Voevodin, V. Opanasenko // In book: Contemporary high performance computing: from petascale toward exascale; ed. by J.S. Vetter. - London: CRC Press, 2013. - Ch. 2. - P. 283-307. doi: 10.1201/9781351036863.
Дополнительные файлы
