无机晶须/POSS多尺度杂化材料构建及协同增效PBS机制研究

基本信息
批准号:51872150
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:高传慧
学科分类:
依托单位:青岛科技大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:武玉民,刘月涛,王传兴,张健,任秀,王博,王静,张迪
关键词:
可控制备杂化无机晶须点击反应表面修饰
结项摘要

Hybridization is an effective method for complementation of inorganic and organic materials. The novel inorganic whisker/POSS multi-scale hybrid materials are designed and prepared via thiol-ene click reaction. In the light of the main disadvantages such as agglomeration and poor interface effect existing in composites enhanced by inorganic whiskers, the novel inorganic whisker/ POSS multi-scale hybrid materials are introduced into poly (butylene succinate) (PBS) by in-situ polymerization according to the designability and reactivity on surface of the hybrid materials. High functional composites of PBS are obtained and their boundary structure and performance can be designed and controlled as needed. The effects of structures and properties of the inorganic whisker/POSS multi-scale hybrid materials are investigated, and the regulation mechanism of thiol-ene click reaction for structure of the hybrid materials is researched. The relation of macroscopic properties and micro-structure as well as micro/nano synergy mechanism is examined. It is the purpose of this investigation to prepare a novel multi-scale hybrid material and its composites with defined structures and tailored properties. Dispersibility and interfacial bonding force of inorganic whiskers in organic medium will be improved. This investigation will provide experimental and theoretical support for the preparation of high-performance composites of biodegradable polyester.

杂化是集成无机、有机材料优异性能,实现材料性能最优化的有效方法。针对无机晶须增强聚合物复合材料中晶须易团聚、界面作用力差的关键问题,本项目拟利用巯基-烯点击(TEC)反应创建一类新型的无机晶须/多面体低聚倍半硅氧烷(无机晶须/POSS)多尺度无机有机杂化材料。基于杂化材料表面可设计性和反应性,借助原位聚合技术将无机晶须/POSS杂化材料引入聚丁二酸丁二醇酯(PBS)基体,实现复合材料界面结构和性能的设计与控制。通过剖析无机晶须/POSS多尺度杂化材料的构效关系,探究基于TEC反应的无机晶须表面性能调控机理,揭示杂化材料增强PBS复合材料的界面增效机制。本项目将构建结构、性能可控的新型多尺度杂化材料及其增强的PBS复合材料,提高无机晶须材料的分散性及与有机基体的界面结合力,为高性能生物降解聚酯复合材料的制备奠定理论基础。

项目摘要

碱式硫酸镁晶须(MHSH)因其高强度、高模量及阻燃等优点,被广泛应用于高分子材料的补强增韧。然而,无机晶须的分散性及与聚合物基体的相容性成为影响复合材料性能的关键因素。研究发现杂化是集成无机、有机材料的优异性能,实现材料性能最优化的有效方法。本项目采用KH590及乙烯基POSS对MHSH进行双表面改性,利用巯基-烯点击(TEC)反应创建了一类新型的无机晶须/多面体低聚倍半硅氧烷(MHSH/POSS)多尺度无机/有机杂化材料。基于杂化材料表面可设计性和反应性,借助原位聚合技术将无机晶须引入聚丁二酸丁二醇酯(PBS)基体,实现复合材料界面结构和性能的设计与控制。通过熔融共混法制备了一系列无机晶须/PBS复合材料,采用实验和分子动力学(MD)模拟相结合的方法研究了晶须及杂化材料对PBS性能的影响,并从微观角度探讨了其对PBS的增效机制。通过剖析无机晶须/POSS多尺度杂化材料的构效关系,探究了基于TEC反应的无机晶须表面性能调控机理,揭示了杂化材料增强PBS复合材料的界面增效机制。本项目所构建的新型多尺度杂化材料及其增强的PBS复合材料结构、性能可控,显著提高了无机晶须材料的分散性及与有机基体的界面结合力,为高性能生物降解聚酯复合材料的制备奠定理论基础。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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