Surface interaction energy simulation of ceramic materials with epoxy resin

A new method to calculate the surface interaction energy of ceramic particles and epoxy resin network was investigated using the Material Studio software solution. Detailed simulations were performed with molecular dynamics (MD) method, using Amorphous Cell module, creating relatively simple surface models of polymer (epoxy resin) and ceramics (Al₂O₃, SiO₂ and SiC). The surface models obtained were used to calculate properties and the surface interaction energy of the materials studied. The computed results are in good agreement with the experimental data, confirming the ability to employ the described simulation method in theoretical evaluation of interaction between various filler or reinforcing materials and the polymer matrix.

Testowano nową metodę obliczania energii oddziaływań powierzchni cząstek ceramicznych z żywicą epoksydową. Obliczenia wykonywano korzystając z oprogramowania Material Studio. Szczegółowe symulacje prowadzono metodą dynamiki molekularnej (MD) za pomocą modułu Amorphous Cell, tworząc modele powierzchni polimeru (żywicy epoksydowej) imateriału ceramicznego (Al₂O₃, SiO₂ lub SiC). Otrzymane modele posłużyły do obliczeń właściwości oraz energii oddziaływań powierzchni badanych materiałów. Uzyskano dobrą zgodność wyników symulacji zdanymi doświadczalnymi, co potwierdziło możliwość zastosowania opisanej metody symulacji do teoretycznej oceny oddziaływania różnych napełniaczy ceramicznych z matrycą polimerową.