高分子合金成膜材料的原位制備

本項研究從浮選、電化學、數(shù)學模型、機算機控制方面對課題進行了較系統(tǒng)的研究。研究成果有一項于一九九八年受理為國家發(fā)明專利。論文發(fā)表三篇，培養(yǎng)碩士研究生二名。主要的創(chuàng)新和成果有：1在浮選工藝研究及工業(yè)過程控制的電化學電位測試方面有突破性進展。國家發(fā)明專利一項，自行研制出電化學控制浮選用多通道電位測儀。2研究發(fā)現(xiàn)了鉛、銅、鉬硫化礦、銅鎳硫化礦等浮選體系中硫化礦物表面氧化程度與可浮性之間的密切關系，捕收劑與礦物表面發(fā)生吸附與否與電化學氣氛密切相關。3研制成功針對電化學傳感器信號的多通道機算機采集與分析軟硬件成套儀器設備，為浮選領域中進行電化學測試與研究提供了必要手段，對開發(fā)電化學控制浮選有重要意義。

考察了納米SiO₂/PMMA復合體系的耐磨損性。采用原位本體聚合方法制備納米SiO₂/PMMA復合板，使用掃描電鏡和光學顯微鏡對納米SiO₂及其復合物進行觀察，采用砝碼質量法測試復合物的耐磨損性。電鏡觀察結果表明：納米SiO₂較為均勻地分散在PMMA基體中，并被PMMA所包覆，包覆物的粒徑介于30～100nm之間。耐磨損性測試結果表明：納米SiO₂的加入可提高PMMA復合物的耐磨損性和耐劃痕性；當納米SiO₂用量為1.0%時，復合物的耐磨損性能提升39.7%.

耐磨損性納米SiO2含量對耐磨損性的影響

采用砝碼質量法對不同納米SiO₂含量的試樣耐磨損進行測試，可見，純PMMA板的砝碼質量為63g；隨著納米SiO₂含量的增加，PMMA板耐磨損性能提高；在約1.0%處達到最大值：砝碼質量88g,耐磨損性能提升了39.7%.此后，耐磨損性略有降低。

耐磨損性納米復合材料的耐磨損性和耐劃痕性

依據物理化學作用增強增韌機理，由于納米材料具有小尺寸效應和表面效應，納米 SiO2可以通過物理作用或化學作用，改善與PMMA基體之間的相容性。因而提升了納米SiO₂/PMMA復合材料的耐磨損性和耐劃痕性。依據微裂紋化增強增韌機理，當納米SiO₂含量適中時，在PMMA基體中無機相團聚的機會相對較少，并且PMMA玻璃化轉變對無機相成長的抑制作用較強，從而使納米SiO₂趨向均勻分散在PMMA基體中。在這種情況下，當基體受到外力作用時，由于剛性無機粒子的存在，會產生應力集中效應，容易激發(fā)周圍樹脂基體產生微裂紋 (或銀紋 ),吸收一定形變功，同時納米粒子之間的基體會產生屈服和塑性形變，吸收一部分能量。此外，由于剛性無機粒子的存在會使基體樹脂裂紋擴展受阻、鈍化，阻礙了內部結構的大面積破壞，從而提升材料的耐磨損性、耐劃痕性。

依據裂紋與銀紋相互轉化增強增韌機理，由于納米粒子的粒徑小、比表面積大，使其可與聚合物基體充分的吸附鍵合，增強了SiO₂粒子與基體間的界面粘接力，從而提升復合物的性能。但是，當SiO₂粒子含量高于一定比例后，粒子間的團 聚機會增加，PMMA玻璃化轉變帶來的對無機相成長的抑制作用減弱，SiO₂粒子在基體中 發(fā)生團聚，團聚體會在基體中形成了大量的缺陷。由于這些缺陷的存在，基體在外力的作用下會產生更大、更多的銀紋或塑形形變，微裂紋會發(fā)展成為宏觀開裂，導致體系性能變差，因此隨著納米SiO₂含量的繼續(xù)增加，PMMA復合材料的耐磨損性和耐劃痕性反而降低。 2100433B

本項目擬瞄準國際前沿研究領域中的熱點和難點，使用有機高分子和天然生物質兩類前驅體，選取靜電紡絲和溶劑提取兩條途徑，采用原位裂解、原位碳化、原位石墨化以及原位納米管化等原位技術，制備一系列骨架保持的、具有等級孔網的、線織微納米碳網絡超結構材料。對其結構進行表征，對其性能進行研究，對其形成機理進行探索。它不僅能構建出具有潛在應用價值的新物質、新結構、新材料，而且在復雜納米結構的原位合成方面具有方法學上的意義，因而將會對科學、技術和生產的發(fā)展作出突出貢獻。

高分子合金技術使得高分子材料功能化和高性能化，相容劑是高分子合金技術的關鍵。讓熱力學不相容的不同高分子材料各自優(yōu)越的性能進行疊加，這是高分子材料合金化的目的。高分子材料完全不容將失去使用價值，完全互容各項性能平均同樣降低材料的使用價值。