【摘 要】
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聚合物基纳米复合材料由于其广泛的应用场景而得到了越来越多的关注,其中高介电常数材料由于电子工业和电气工业的发展而有了新的需求,然而当纳米颗粒的含量达到了一定的程度,材料的力学性能会有所下降,特别是当纳米颗粒由于高表面能而发生聚集时力学性能会变得更差,介电性能也会变差,因此同时提高材料的介电常数与力学性能也是一个难点。鉴于此本文把可聚合基团（碳碳双键）通过静电相互作用接枝到了磷钨酸分子簇上,制备得到
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聚合物基纳米复合材料由于其广泛的应用场景而得到了越来越多的关注,其中高介电常数材料由于电子工业和电气工业的发展而有了新的需求,然而当纳米颗粒的含量达到了一定的程度,材料的力学性能会有所下降,特别是当纳米颗粒由于高表面能而发生聚集时力学性能会变得更差,介电性能也会变差,因此同时提高材料的介电常数与力学性能也是一个难点。鉴于此本文把可聚合基团（碳碳双键）通过静电相互作用接枝到了磷钨酸分子簇上,制备得到一种结构明确的纳米颗粒,其可以跟丙烯酸酯类单体发生聚合,得到了以磷钨酸分子簇为静电交联点的纳米复合材料。在该材料中,磷钨酸本身自带的负电荷有静电排斥作用,将进一步阻止其聚集,因此有希望制备得到高纳米颗粒负载量的纳米复合材料。本论文用了两种高分子基体,制备得到两种材料,第一种是憎水的甲基丙烯酸甲酯（MMA）和丙烯酸正丁酯（n-BA）单体共聚得到的高分子基体,其中MMA作为刚性部分提供材料的强度,而n-BA可以作为柔性部分存在,防止材料太脆,为材料提供弹性;第二种是亲水的基体,由分子量为360的聚乙二醇甲基丙烯酸酯（PEGMA）单体聚合而成的,因为聚乙二醇与磷钨酸有很好的相容性,有希望得到纳米颗粒负载量更高的材料,这样可以更大程度上调控材料的特性,如玻璃化转变温度,事实证明也确实如此。通过该方法制备得到的材料在力学和介电方面的性能都有明显提高。由于纳米颗粒加入高分子基体后会影响这两种组分的微观动力学行为,进而影响纳米复合材料的性能特别是力学性能,因此本文用DSC,SAOS,BDS三种表征方法对憎水型聚合物基体/分子簇这个体系的动态行为进行了研究,这有助于进一步理解力学性能的提高背后的机理。另外由于该研究体系中纳米颗粒和高分子基体存在明确的静电相互作用,会导致两组分之间存在界面层,现在越来越多研究表明这种界面层的存在对最后制备得到的材料性能影响非常大,因此本论文也对该体系的界面层进行了讨论。
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