【摘 要】
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聚乙烯绝缘材料在我国高压电缆中有着广泛的应用.为了提高其耐热稳定性和力学性能，利用石墨烯对聚乙烯进行掺杂改性，并基于分子动力学模拟的研究方法分别建立了低密度聚乙烯（LDPE）、石墨烯和3种官能团接枝石墨烯掺杂聚乙烯的复合模型.研究表明，相比石墨烯直接掺杂聚乙烯，羧基（-COOH）、氨基（-NH2）和羟基（-OH）接枝石墨烯能够更加有效地提高聚乙烯的玻璃化温度（分别提高了16 K、7 K、5 K）,
【基金项目】
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国家自然科学基金（51577105）；
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聚乙烯绝缘材料在我国高压电缆中有着广泛的应用.为了提高其耐热稳定性和力学性能，利用石墨烯对聚乙烯进行掺杂改性，并基于分子动力学模拟的研究方法分别建立了低密度聚乙烯（LDPE）、石墨烯和3种官能团接枝石墨烯掺杂聚乙烯的复合模型.研究表明，相比石墨烯直接掺杂聚乙烯，羧基（-COOH）、氨基（-NH2）和羟基（-OH）接枝石墨烯能够更加有效地提高聚乙烯的玻璃化温度（分别提高了16 K、7 K、5 K）,减弱聚乙烯分子链的移动和降低聚乙烯的热膨胀系数、均方位移（MSD）,从而使得聚乙烯复合体系的热学性能得到了有效增强.此外发现石墨烯的掺杂能够提高复合模型的力学模量，其中官能团接枝石墨烯改进效果更明显，室温下弹性模量和剪切模量的提升幅度由不接枝的33.98%、36.18%,提升到了44%和42.89%（羧基功能化体系）.研究结果可为聚乙烯绝缘材料的热老化抑制和力学性能的改善提供有益的参考.
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