工程塑料的高性能化、低成本化,是目前工程塑料发展的主要方向,而将纳米材料与工程塑料复合是高性能化的有效手段。新型纳米材料多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)的引入可以提高聚合物的使用温度,降低聚合物的介电常数,提高改性体系的力学性能,增强聚合物的阻燃性等。本项目通过熔融共混的方法制备POSS改性的PC、PBT等聚酯型工程塑料。主要研究带有反应性基团如胺基、环氧基等的POSS与聚合物之间的酯交换反应;研究官能团、反应加工条件等对酯交换反应的影响,以及对反应动力学的影响;选择多种可以促进和抑止酯交换反应的助剂进行控制反应过程;以及酯交换程度对POSS在聚合物中分布,对POSS改性聚合物结晶性能及结晶动力学的影响,以及对复合材料流变性能、热性能、力学性能、阻燃性能等的影响。研究复合材料结构与性能之间的关系,通过控制复合材料的结构来控制复合材料的性能,达到优化复合材料性能的目的。
采用环己基环氧化POSS(epoxy-POSS)扩链聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。随着epoxy-POSS含量增加,材料特性粘数增加,羧基含量降低,熔体流动指数降低。机械性能,热稳定性提高,吸水性降低。在聚苯醚(PPO)/尼龙6(PA6)PA6(50/50 wt/wt)共混物中,加入epoxy-POSS,随着POSS含量的增加,PPO/PA6共混物发生明显的相转变;在相结构为共连续相结构时,材料表现出最佳的力学性能。在聚丙烯(PP)/八氨基苯基POSS(OapPOSS)中加入马来酸酐接枝PP作为增容剂,材料结晶和流变行为发生明显改变。通过反应共混方式制备PP/八乙烯基POSS(OVPOSS)复合材料。与物理共混复合材料相比,反应共混材料中POSS分散更均匀,具有更好的机械性能和阻燃性,更快的结晶速度。流变研究表明 OVPOSS含量超过1%时,反应共混材料粘度在低频区出现明显的类固态的流变平台,结合多种流变分析方法,如Han图、Cole-Cole图、vGP图等,深入研究反应共混和物理共混复合材料的流变行为与加工条件之间的关系。