本项目主要探索了自由基可控聚合中调控自由基反应活性的方法应用在熔融混合方法制备聚合物纳米复合材料的结构调控的可行性。以聚丙烯(PP)为基体树脂,探索了(改性)无机纳米组分(二氧化硅、碳管)与PP在熔融状态下进行复合过程中,加入双硫酯类休眠态自由基对于形成PP-无机组分的界面间化学连接及抑制PP分子链降解的调控作用。重点研究了休眠态自由基化学结构及加入量、无机纳米组分中种类、熔融混合条件、自由基引发剂种类和含量等对于调控复合材料的性能、相结构和界面状态的作用。发现通过双硫酯类休眠态自由基对于熔体自由基反应的调控,可以提高纳米粒子的分散程度,增强界面相互作用,抑制PP基体的降解。同时发现,通过采用适当化学结构的双硫酯类休眠态自由基,不但可以提高碳管的分散程度,还可以提高碳管对于外应力的响应能力,在传统加工条件下实现碳管在聚合物基体中取向。所获得PP/CNTs纳米复合材料的缺口冲击性能显著提高。此外,还研究了C60和纳米碳黑与聚丙烯在熔融复合过程中对于自由基的捕捉反应及其材料结构与性能的作用。上述研究结果为建立制备高性能聚合物纳米复合材料的新技术奠定了理论基础。
英文主题词free radical; interface; nanocomposites; polypropylene.