《聚合物微納層狀複合結構的構築及其特性研究》是依託四川大學，由郭少雲擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：聚合物微納層狀複合結構的構築及其特性研究
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：郭少雲
- 依託單位：四川大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
通過共擠出將聚合物和功能組分強迫組裝成成百上千層的微納層狀交替複合結構，研究在微納層疊強迫組裝過程中複雜流體的流變行為，聚合物和功能組分的受限運動、界面受限擴散、受限結晶、界面遷移化學反應以及功能組分在微納層中的取向及誘導聚合物的結晶行為，研究有限界面到無限界面導致的微納層複合材料性能的變化，利用二維相關紅外研究分子受限運動，揭示微納層形成過程中的形態結構演變規律，調控功能組分在一維或二維方向上的規整排列，發展各向異性的高性能功能材料，建立微納層狀功能複合材料的功能特性表征新方法和理論模型。為微納米尺度雙連續結構的受限調控和組裝技術提供新方法和新理論，對微納層狀複合系統進行最佳化設計和模擬，抑制強迫組裝過程中的斷流和堵流現象，發展微納交替層狀複合擠出技術。為人們追求可設計、高性能、功能化材料的目標提供新的途徑，為微（納）層擠出複合技術的研究和套用提供理論依據,具有重要的理論意義和套用前景。
結題摘要
本項目通過加工方法的創新，利用層倍增器的切割-疊合作用實現了高分子材料微納層狀強迫組裝和分散相的形態調控，建立了通用高分子材料高性能化和功能化的新技術，發展了成型加工和受限結構調控新理論。本項目圍繞加工-結構-形態-性能之間的關係開展工作，取得了如下成果：（1）設計和最佳化了層倍增器，搭建了微納層狀共擠出小試和中試裝置，最高層數可達2048，單層厚度可達納米級。（2）通過流道分析證明了熔體在流經層倍增器時受到雙向拉伸作用（3）首次利用雙向拉伸力場原位調控多相高分子體系的相形態結構，改善分散狀態，實現分散相的成纖和成片。因此，可以通過結構形態設計提高高分子複合材料的阻隔、阻燃、力學、導電、導熱和光學性能。（4）設計並製備了具有交替層狀結構的高分子複合材料，利用層狀界面的多重效應以及並聯結構的最最佳化效應實現高分子材料的高性能，提高材料的隔聲降噪、阻尼減振、導電、介電、阻燃、電磁禁止、阻隔等功能化水平。（5）首次在交替層狀PP/(PP+CB)體系中發現PP層在受限空間中形成大量的扇形beta晶體，系統研究了影響beta晶體形成和生長的因素，在此基礎上提出了誘導beta晶體形成的新方法和新機理。（6）首次利用等效盒子模型和基本斷裂功法等數學分析方法揭示了交替層狀高分子複合材料的力學性能與層狀結構的定量關係，發現層狀界面的數量以及粘接強度是決定材料拉伸行為、斷裂行為、抗刺穿能力和抗撕裂能力的關鍵因素。本項目形成了具有自我智慧財產權的新型儀器設備，解決了微納層擠出過程中漏流和斷流的技術難點，在形態結構調控、受限結晶、界面等方面進行了開創性研究，發展了製備增強增韌、減振、隔音、阻隔、導電等高性能功能化高分子材料的新技術，建立了研究微納層狀複合材料特性的新方法。
