弹性体基纳米复合材料导电能力的改善,有助于拓宽其应用范围。而导电填料(纳米颗粒和纳米杆)功能化改性是一种可有效改善其与弹性体基体相容性的方法,这将有利于复合体系中导电网络的形成。本课题运用粗粒度分子动力学模拟,分别建立了功能化纳米颗粒(NP)和功能化纳米杆(NR)填充体系,主要研究填料功能化对静态以及动态(剪切场)下导电网络形成的影响,具体工作如下:(1)纳米颗粒NP功能化对纳米复合材料导电网络形成的影响建立各功能化NPs填充体系,并对NPs分散状态、体系导电概率以及导电网络形成情况进行表征。可以发现,随着NP功能化程度α的增加,NPs由最初的接触聚集逐渐向均匀分散以及桥接聚集结构发生转变。相对应的渗滤阈值φc降低,导电网络的主团簇尺寸Cn增大,这说明NPs的桥接聚集结构能够形成连续有效的导电网络。此外,各功能化剪切体系(α≥0.2)中填料NPs分散状态不同,但连接方式和导电概率均相近,所以导电网络不仅与填料分散状态有关,还受填料连接方式的影响。(2)纳米杆NR功能化对纳米复合材料导电网络形成的影响通过改变NR功能化程度λ以及εPA(聚合物珠子与A类功能化NR珠子间相互作用强度)来确定导电性能最佳的体系。随着λ的增加,NRs直接聚集和局部取向结构被破坏,φc与λ之间呈反N型变化。而随着εpA的增大,φc先降后升,故λ=0.1且εpA=3.0的体系中导电能力最强。此外,由于剪切场改变了 NRs的分散状态并使其高度取向,所以剪切前后的φc发生了很大变化。特别地,即使NRs分散状态不同,φc仍相近且不受λ的影响,即导电网络与NRs分散状态不完全相关。