氢键复合无机-有机杂化网络在聚合物中的组装及其增强效应研究

传统的无机填料增强的聚合物复合材料强调通过改善聚合物与无机填料之间的界面来提高复合材料的力学性能，其性能的提高对界面具有强烈的依赖性。申请者首次提出在无机填料填充的聚合物复合材料中添加有机氢键配体，在聚合物加工过程中原位组装氢键复合的无机-有机杂化网络（Iohn），通过Iohn的特殊的应力传递机理实现对聚合物的增强，其增强机理使得聚合物/无机填料复合材料的增强不仅局限于界面。本项目拟系统研究Iohn的形成条件和结构及其与复合材料力学性能之间的关系，通过实验手段和模拟方法研究Iohn增强复合材料的力学行为，为制备具有优异力学性能的Iohn增强复合材料奠定理论基础。本项目提出了聚合物增强的新概念，同时提出了复合材料制备的新技术。其研究对于聚合物复合材料科学和技术的发展，无论是从基础研究还是从应用的角度，都具有重要的科学意义和实际意义。

在无机填料填充的聚合物复合材料中添加有机氢键配体，在聚合物加工过程中原位组装氢键复合的无机-有机杂化网络（Iohn），通过Iohn的特殊的应力传递机理实现对聚合物的增强，其增强机理使得聚合物/无机填料复合材料的增强不仅局限于界面。选择了植物多酚、三聚氰胺、聚乳酸等多种具有特定结构的氢键配体进行了Iohn在聚合物基体中的组装，研究了其种类、用量等对Iohn形成的影响。研究了Iohn增强聚合物材料的制备和形成条件，采用多种表征方法研究了Iohn的形成和结构。选择聚丙烯、尼龙、丁苯橡胶、天然橡胶等作为聚合物基体，埃洛石纳米管、二氧化硅等作为填料，研究了填料网络的形成和结构与复合材料性能之间的关系，并掌握了其规律，同时探索了Iohn增强聚合物的机理。结果表明Iohn的形成对材料有显著的增强效应，为制备具有优异力学性能的Iohn增强复合材料奠定理论基础和技术支持。.在项目的资助下，本研究发表标注SCI论文10篇，申请中国发明专利1项。参加学术会议3次，培养研究生1名，本科毕业生4名。