液体橡胶/粘土纳米复合物中界面相互作用及结构演化的研究

本项目拟研究液体橡胶分子与粘土片层界面之间的相互作用及结构演化。具体包括高分子链在无机界面上的作用位点、链动力学、以及它们对所形成的纳米复合物的结构演化和宏观流变学性能产生的影响。研究将通过选择不同尺寸的粘土片层、控制高分子链的端功能基和分子量、以及改变粘土表面的性质等方法，利用近年来发展的29Si-1H异核相关、1H双量子滤波等先进固体NMR技术，重点研究液体橡胶和粘土之间形成的纳米复合物中，处于插层、插层絮凝和剥离状态中高分子链在无机界面上的作用位点、采取的构象和对应的链动力学信息。通过时间分辨流变学研究，将高分子链与界面作用的强弱和高分子链的动力学分布与复合物结构演化相关联，给出对应结构转变过程中的标度行为。这项研究是从微观的角度对液体橡胶/粘土纳米复合物制备过程中发生的结构演化进行的基础研究，将对认识高分子/层状纳米复合物体系的凝胶化和剥离过程具有重要意义。

本项目研究了液体橡胶分子与粘土片层界面之间的相互作用及结构演化。对高分子在粘土界面上的链行为，从宏观的流变到微观的动力学进行了系统的阐述，并对不同尺度的行为做了很好的关联，发现了体系存在界面临界饱和行为和温度的临界行为，在分子层面上，解释了液体橡胶粘土复合物体系的链扩散和剥离粘土的微观机理。进一步的，在高场固体核磁共振方法学上，将本研究的方法拓展到球状纳米粒子表面有机相的基本问题表征；在低场核磁共振方法学上，基于本研究发展的方法，被很好的拓展到聚氯乙烯凝胶体系；从本研究的液体橡胶链段动力学的研究，拓展到更加刚性的聚苯乙烯的链段（玻璃化转变前后）；从粘土的二维无机界面上高分子链段的受限，拓展到凹面微孔道（阳极氧化铝AAO模板）的受限，对这些基本问题深化了认识。