中文摘要：

结晶速率是制约PTT/PC合金快速成型的关键问题。前期研究发现纳米MMT和本组特殊处理的MWCNTs对PTT结晶有突出促进作用。项目首先揭示MWCNTs和MMT促进PTT结晶的成核机理；阐明粒子表面性质、粒子尺寸以及在基体中的分散状况对其成核能力、成核与生长动力学和PTT本征结构的影响规律。同时，探明酯交换反应对PTT/PC结晶性能的影响机制、影响规律以及酯交换反应的抑制规律。在此基础上，将成核剂应用于PTT/PC合金并同时抑制酯交换反应，研究使纳米粒子选择性分布在PTT相中呈纳米分散的措施；探明纳米粒子用量及其表面性质、尺寸、在PTT相中的选择性分布与分散状况对PTT相结晶动力学、PTT相本征结构、合金相结构和合金性能的影响规律；确定制备综合性能优良、快速成型PTT/PC合金的控制措施。项目的研究可为高性能快速成型PTT/PC合金的产业化奠定坚实的理论基础。

结论摘要：

结晶速率是制约PTT/PC合金快速成型的关键问题。针对文献中对PTT/PC结晶研究结果相差较大、观点不尽相同，首先研究了简单两相结构PTT/PC合金的结晶行为及其影响因素，阐明了导致PTT/PC结晶性能下降的真正原因是PC相和相形态/相界面，而非酯交换反应与降解，剔除了文献中认为酯交换反应是导致PTT/PC结晶性能显著下降的解释。PC对PTT结晶的影响呈现双重性一是抑制结晶，抑制程度与PC含量、界面粘结以及界面面积相关；二是具有成核作用，但该成核作用相对界面面积和良好界面粘结对结晶的抑制作用要逊色的多。加工温度和剪切相同时，PC这两种作用的消长决定着合金的结晶行为。相形态及良好界面粘结显著影响PTT结晶，若界面状态接近，PC相畴细化对PTT结晶的成核作用显现。当PTT/PC的结晶温度达到纯PTT的结晶温度时，相形态和相界面因素对PTT/PC结晶的影响不再明显，该加工条件为最佳加工条件。研究了异相纳米粒子MMT和MWCNT的表面性质、尺寸及分散状态对纯PTT结晶性能的影响，结果表明MMT表面极性越强、分散越好、粒度越小，对PTT的成核能力越强；MWCNT尺寸和分散状况决定其成核能力。采用纳米MMT和MWCNT对PTT/PC的结晶性能进行了调控研究，探明了纳米粒子促进PTT/PC结晶的机理及规律。纳米粒子的诱导能力源自纳米尺度和粒子表面性质，并与用量相关。成核能力取决于粒子在合金中的分布与分散，并与用量稍相关。由于PC链段的抑制，PTT相具有潜在结晶势，潜在结晶势越高，纳米粒子的诱导能力和成核能力越突出，典型结果是MMT和MWCNT对PTT分散相的诱导能力显著强于PTT连续相。未球磨纳米MWCNT不显示结晶促进作用，表面羟基化和羧基化均不利于PTT相结晶度提高。低温低转速加工时，MWCNT对PTT相结晶的促进作用受分散控制。表面性质及分散状况相同时，长度决定MWCNT成核能力。长度达10-100nm后，其结晶促进作用对用量的依赖性减弱甚至消失。高剪切时，由尺寸引起的结晶差异性也因分散程度提高而减弱。MWCNT酸处理后的表面缺陷有助于其在基体中分散并诱发PTT成核结晶。项目的实施，阐明了PTT/PC结晶性能下降的真正原因；对PTT/PC合金加工中的结晶性能调控提供了系统的数据库，为结晶性能可控的PTT/PC合金的产业化奠定了坚实的理论基础并具指导价值。