高分子合金成膜材料的原位制备

本项研究从浮选、电化学、数学模型、机算机控制方面对课题进行了较系统的研究。研究成果有一项于一九九八年受理为国家发明专利。论文发表三篇，培养硕士研究生二名。主要的创新和成果有：1在浮选工艺研究及工业过程控制的电化学电位测试方面有突破性进展。国家发明专利一项，自行研制出电化学控制浮选用多通道电位测仪。2研究发现了铅、铜、钼硫化矿、铜镍硫化矿等浮选体系中硫化矿物表面氧化程度与可浮性之间的密切关系，捕收剂与矿物表面发生吸附与否与电化学气氛密切相关。3研制成功针对电化学传感器信号的多通道机算机采集与分析软硬件成套仪器设备，为浮选领域中进行电化学测试与研究提供了必要手段，对开发电化学控制浮选有重要意义。

考察了纳米SiO₂/PMMA复合体系的耐磨损性。采用原位本体聚合方法制备纳米SiO₂/PMMA复合板，使用扫描电镜和光学显微镜对纳米SiO₂及其复合物进行观察，采用砝码质量法测试复合物的耐磨损性。电镜观察结果表明：纳米SiO₂较为均匀地分散在PMMA基体中，并被PMMA所包覆，包覆物的粒径介于30～100nm之间。耐磨损性测试结果表明：纳米SiO₂的加入可提高PMMA复合物的耐磨损性和耐划痕性；当纳米SiO₂用量为1.0%时，复合物的耐磨损性能提升39.7%.

耐磨损性纳米SiO2含量对耐磨损性的影响

采用砝码质量法对不同纳米SiO₂含量的试样耐磨损进行测试，可见，纯PMMA板的砝码质量为63g；随着纳米SiO₂含量的增加，PMMA板耐磨损性能提高；在约1.0%处达到最大值：砝码质量88g,耐磨损性能提升了39.7%.此后，耐磨损性略有降低。

耐磨损性纳米复合材料的耐磨损性和耐划痕性

依据物理化学作用增强增韧机理，由于纳米材料具有小尺寸效应和表面效应，纳米 SiO2可以通过物理作用或化学作用，改善与PMMA基体之间的相容性。因而提升了纳米SiO₂/PMMA复合材料的耐磨损性和耐划痕性。依据微裂纹化增强增韧机理，当纳米SiO₂含量适中时，在PMMA基体中无机相团聚的机会相对较少，并且PMMA玻璃化转变对无机相成长的抑制作用较强，从而使纳米SiO₂趋向均匀分散在PMMA基体中。在这种情况下，当基体受到外力作用时，由于刚性无机粒子的存在，会产生应力集中效应，容易激发周围树脂基体产生微裂纹 (或银纹 ),吸收一定形变功，同时纳米粒子之间的基体会产生屈服和塑性形变，吸收一部分能量。此外，由于刚性无机粒子的存在会使基体树脂裂纹扩展受阻、钝化，阻碍了内部结构的大面积破坏，从而提升材料的耐磨损性、耐划痕性。

依据裂纹与银纹相互转化增强增韧机理，由于纳米粒子的粒径小、比表面积大，使其可与聚合物基体充分的吸附键合，增强了SiO₂粒子与基体间的界面粘接力，从而提升复合物的性能。但是，当SiO₂粒子含量高于一定比例后，粒子间的团 聚机会增加，PMMA玻璃化转变带来的对无机相成长的抑制作用减弱，SiO₂粒子在基体中 发生团聚，团聚体会在基体中形成了大量的缺陷。由于这些缺陷的存在，基体在外力的作用下会产生更大、更多的银纹或塑形形变，微裂纹会发展成为宏观开裂，导致体系性能变差，因此随着纳米SiO₂含量的继续增加，PMMA复合材料的耐磨损性和耐划痕性反而降低。 2100433B

本项目拟瞄准国际前沿研究领域中的热点和难点，使用有机高分子和天然生物质两类前驱体，选取静电纺丝和溶剂提取两条途径，采用原位裂解、原位碳化、原位石墨化以及原位纳米管化等原位技术，制备一系列骨架保持的、具有等级孔网的、线织微纳米碳网络超结构材料。对其结构进行表征，对其性能进行研究，对其形成机理进行探索。它不仅能构建出具有潜在应用价值的新物质、新结构、新材料，而且在复杂纳米结构的原位合成方面具有方法学上的意义，因而将会对科学、技术和生产的发展作出突出贡献。

高分子合金技术使得高分子材料功能化和高性能化，相容剂是高分子合金技术的关键。让热力学不相容的不同高分子材料各自优越的性能进行叠加，这是高分子材料合金化的目的。高分子材料完全不容将失去使用价值，完全互容各项性能平均同样降低材料的使用价值。