聚ε-己内酯/笼形倍半硅氧烷纳米复合材料的结构、结晶行为与性能
本论文通过溶液复合制备了聚己内酯(PCL)/笼型倍半硅氧烷(POSS)米复合材料，并对其进行了微观结构、结晶行为、球晶形态、晶体结构、力学性能和热稳定性等方面的研究，探索PCL/POSS纳米复合材料结构与性能间的联系。主要研究成果如下:
1.在PCL/八乙烯基笼型倍半硅氧烷(ovi-POSS)纳米复合材料中，ovi-POSS均匀地分散在PCL基体中，其粒子呈规则六面体晶体结构，尺寸约在80-120nm。ovi-POSS对PCL的结晶过程起到了成核作用，提高了PCL的结晶速率，降低了PCL球晶的尺寸，使得PCL球晶边缘更加模糊，但并不改变PCL的晶体结构。力学性能研究表明:ovi-POSS提高了复合材料中PCL的杨氏模量和储能模量，但降低了PCL的断裂伸长率。热稳定性研究显示:ovi-POSS在200℃就发生分解，但其分解产物并不影响复合材料中PCL的热稳定性。上述研究结果表明:复合材料中PCL与ovi-POSS之间存在较弱的相互作用力。
2.在PCL/八氨苯基笼型倍半硅氧烷(oap-POSS)纳米复合材料中，oap-POSS在PCL基体中分散均匀，其粒子为球状颗粒，尺寸约在70-140nm，且粒子表面覆盖着一层PCL分子。oap-POSS在结晶过程中对PCL起到了成核作用，降低了PCL球晶的尺寸，但限制了PCL分子链的运动，降低了PCL的球晶生长速率，且并不改变PCL的晶体结构。oap-POSS含量为2％时大幅提高了PCL的杨氏模量和储能模量，稍微提高了PCL的屈服强度和断裂伸长率。综合研究结果表明:复合材料中PCL与oap-POSS之间存在较强的相互作用。
3.通过对比PCL/ovi-POSS和PCL/oap-POSS纳米复合材料的微观结构和各项性能，可以得出结论:POSS在PCL基体中的分散形态与所选用的POSS的结晶能力有关，结晶能力强的POSS在溶液挥发过程中易形成规则纳米晶体，无定形的POSS在溶液挥发过程趋向于形成球状纳米粒子。POSS和PCL基体之间的相互作用力越强，POSS对PCL的力学性能提高越大。
聚ε-己内酯;笼型倍半硅氧烷;纳米复合材料;微观结构;熔融结晶;力学性能;氢键作用
北京化工大学
硕士
材料科学与工程
邱兆斌
2012
中文
TB332;TQ264.14
80
2012-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）