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A molecular dynamics study on the interfacial properties of carbene-functionalized graphene/polymer nanocomposites

机译：卡苯官能化石墨烯/聚合物纳米复合材料界面性能的分子动力学研究

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Atomic decoration of nanofillers, e.g. graphene sheets (GRs), is of extreme importance in their adequate dispersion into the matrices and load transfer issues for nanocomposites because of its effectiveness for improving interfacial properties of the final system. Therefore, based on molecular dynamics simulations, the average pull-out force and interaction energy of carbene-functionalized graphene sheets incorporated into various polymer matrices (cfGRs@polymers) are determined in this paper. The effect of covalent functionalization on the parameters related to the interfacial properties is investigated in terms of weight percentage and distribution patterns of attached carbene to the GR, namely regular and random, which are arranged on one side and both sides of the GR (OS- and TS-GR) to construct four models of cfGRs. In general, the cfGR@polymers show higher average pull-out force and interaction energy compared to the pure GR@polymers. The average pull-out force of randomly and regularly OS-cfGR embedded in the polymer matrices, i.e. Aramid, polyethylene (PE) and polypropylene, decreases as the weight of carbene increases. Also, the similar results are obtained for the TS-cfGRs@Aramid and PE in the regular distribution pattern. However, by increasing the degree of functionalization, the average pull-out force of randomly TS-cfGR@polymers increases.
机译：纳米填料的原子装饰，例如，石墨烯片（GRS），在其充分的分散中具有极端重要的分散，以及纳米复合材料的负载转移问题，因为其用于改善最终系统的界面性质的有效性。因此，基于分子动力学模拟，在本文中确定了包含在各种聚合物基质中的卡宾官能化石墨烯片的平均拉出力和相互作用能量（CFGRS @聚合物）。根据附加的卡贝的加权百分比和分布图案对GR的重量百分比和分布图案来研究共价官能化对与界面性质相关的参数的影响，即定期和随机，其布置在GR的一侧和两侧（OS-和TS-GR）构建四种CFRS模型。通常，CFGR @聚合物与纯GR @聚合物相比，较高的平均拉出力和相互作用能量。随机和定期OS-CFR的平均拉出力，即嵌入聚合物基质中，即芳纶，聚乙烯（PE）和聚丙烯，随着卡贝氏重量的增加而降低。此外，在规则分布模式中获得类似结果的TS-CFGR @ Aramid和PE。然而，通过增加官能化程度，随机TS-CFGR @聚合物的平均拉出力增加。

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