剛性棒狀聚電解質(zhì)分子復(fù)合材料的研究.pdf

1、分子復(fù)合材料是以剛性棒狀大分子作為增強(qiáng)體、柔性聚合物為基體的高分子復(fù)合材料。分子復(fù)合材料的概念自1979年出現(xiàn)后便受到廣泛關(guān)注。由于具有較大的長(zhǎng)徑比、高強(qiáng)度、高模量及高耐熱性等一系列優(yōu)點(diǎn)，剛性棒狀大分子是復(fù)合材料理想的增強(qiáng)體。然而，由于剛性大分子與柔性基體的熱力學(xué)不相容性，需通過分子設(shè)計(jì)引入化學(xué)或物理相互作用使相容性提高。本文合成了磺化芳香族聚酰胺及聚席夫堿，并將其作為剛性棒狀大分子引入聚乙烯醇(PVA)及海藻酸鈉(SA)基體中，研究復(fù)

2、合物的結(jié)構(gòu)與性能。
　　(1)通過界面縮聚法合成磺化聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺(sPPTA)及磺化聚對(duì)苯二甲酰聯(lián)苯二胺(PBDT)，用溶液澆膜法制備了PVA/sPPTA、PVA/PBDT及SA/PBDT復(fù)合材料，研究了sPPTA及PBDT在柔性基體中的分散狀態(tài)及其對(duì)復(fù)合材料的耐熱性及力學(xué)性能的影響。透射電鏡及X射線衍射等結(jié)果表明，當(dāng)含量較低時(shí)，sPPTA在PVA基體中分散良好，且使復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度明顯提高。當(dāng)sPPTA添加量為5wt％

3、時(shí)，sPPTA/PVA復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度可達(dá)169±13MPa，比純PVA強(qiáng)度增加約54％。隨著sPPTA含量繼續(xù)增加，可以觀察到其在PVA基體中以微纖形式存在于基體中，并且對(duì)PVA的增強(qiáng)效果超過了多壁碳納米管(MWNTs)，氣相生長(zhǎng)碳纖維(VGCFs)及納米金剛石，且制備方法簡(jiǎn)便。而PVA/PBDT復(fù)合材料中則出現(xiàn)PBDT的分子聚集現(xiàn)象，且增強(qiáng)效果不如sPPTA明顯。另一方面，sPPTA無法溶解于SA溶液中，而PBDT則可與SA形成復(fù)

4、合膜。掃描電鏡結(jié)果表明PVA/PBDT體系出現(xiàn)相分離，但由于PBDT相與SA基體的結(jié)合力較強(qiáng)，能夠有效傳遞應(yīng)力，所以增強(qiáng)效果依然顯著。當(dāng)PBDT含量為10 wt％時(shí)，其拉伸強(qiáng)度可達(dá)94±10MPa，比純SA膜強(qiáng)度增加了約67％。
　　(2)通過界面縮聚法合成了磺化芳香族聚席夫堿(PSB)，用溶液澆膜法制備了PVA/PSB分子復(fù)合材料。研究了PSB在PVA中的分散狀態(tài)及PVA/PSB分子復(fù)合材料的耐熱性及力學(xué)性能。透射電鏡，X射線衍