本项目系统研究了在制备聚合物纳米复合材料过程中如何调控纳米粒子的分散状态、界面作用,以及材料的结构与性能的构效关系。阐明了熔融剪切场下有机改性蒙脱土(OMMT)在聚合物中通过片层滑移实现剥离分散的机理,并预测当聚合物基体与OMMT间界面相互作用不够强时,可以通过扩大OMMT层间距实现OMMT剥离。利用配位共聚法制备界面具有强相互作用聚烯烃纳米复合材料,阐明了聚乙烯/OMMT纳米复合体系实现增强增韧的机理。实验发现碳纳米管/蒙脱土二元纳米粒子协同作用可以同时提高基体聚合物的强度和韧性。深入研究了纳米复合体系的催化成炭与阻燃机理,发现OMMT中改性剂种类、含量及其分散状态对于纳米复合材料燃烧过程中所形成的阻隔层结构具有重要影响;阐明了镍催化剂粒子与固体酸(或卤化物)组合催化聚合物高效碳化的机理,发现镍催化剂粒子与多种组分组合对于提高聚烯烃阻燃性能具有协同作用,而镍催化剂粒子/碳纳米管组合体系同时还可提高聚乙烯基体的力学性能。上述研究结果对于进一步阐明聚合物纳米复合材料的基本问题,研制高性能的聚合物纳米复合材料,开发阻燃技术等具有重要的学术价值和实际意义。
英文主题词nanocomposites; nanoparticle; dispersion; interfacial interaction; carbonization.