纳米粒子/聚合物复合材料中的双界面调控及其增韧效应

为解决纳米无机粒子填充聚合物复合材料中纳米粒子团聚体难以分散、不易发挥效用的问题，计划在分子动力学模拟研究成果的指导下，对复合材料中的双界面进行调控，即在增强纳米粒子和聚合物基体间界面结合的同时，降低纳米粒子团聚体中粒子间的界面相互作用，以获得外力诱发纳米粒子运动所要求的微结构，从而引入新的能量散耗机制，充分发挥纳米粒子对复合材料的增韧效应。为此，将在纳米粒子表面预先引入含氟超支化聚合接枝物，撑开纳米粒子团聚体，借助氟化物的低表面能特性使得纳米粒子间易于相互滑移；随后在按常规熔融共混工艺制备纳米粒子/聚合物复合材料时，通过超支化聚合物的可反应端基实现纳米粒子和聚合物基体间的反应性增容，强化纳米粒子/聚合物界面结合，从而制得具有显著增韧效果的复合材料。本课题将深入阐明纳米粒子/聚合物复合材料的增韧机理及其与微观结构间的相关性，对推广无机纳米粒子的应用和实现通用塑料工程化具有重要意义。