聚醚醚酮/碳富勒烯纳米复合材料在极端压力条件下的物理化学变化的研究

聚醚醚酮（PEEK）一直被作为一种重要的战略性国防军工材料，而碳富勒烯如C60则是一类新兴的、具有特异性能的纳米碳材料。本项目研究PEEK/ C60纳米复合材料（包括PEEK/C60和PEEK/C60衍生物）在极端动静压力条件下的物理化学变化规律。静高压下内容包括热处理条件对PEEK/ C60纳米复合材料结构和性能的影响，同时合成出PEEK伸直链晶体。动高压下内容包括PEEK/ C60纳米复合材料受冲击压缩后其凝聚态结构和表面化学成分的变化；多次冲击对PEEK/ C60纳米复合材料稳定性和物理性能的影响。同时采用快速增压法制备非晶PEEK/ C60纳米复合材料并分析检测其在结构、稳定性和物理性能方面的特点，并对动静高压实验过程中所观察到的全新实验现象进行分析总结。本研究将为PEEK/C60纳米复合材料在极端条件下的应用获得较为全面的基础数据，同时为新型功能材料的设计和制备探索出一条新途径。

碳富勒烯是一类新兴的、具有特异性能的零维纳米材料。本项目首先利用简单而环保的物理机械方法，制备出总体分散均匀良好的系列聚合物/富勒烯C60纳米复合材料，包括聚醚醚酮（PEEK）/C60，聚碳酸酯（PC）/C60以及聚偏氟乙烯（PVDF）/C60体系。在获得基体树脂的高压实验数据后，进一步深入探索了相应聚合物/C60复合材料在高压下的物理化学变化，并分析检测其在结构、稳定性和物理性能方面的特点。同时调查了另一类富勒烯C70在高压下对聚合物凝聚态结构的影响，以研究由聚合物/C60体系所得规律的普适性。研究表明碳富勒烯可诱导聚合物在高压下形成独特的、不同空间维数的系列晶体结构，在表面智能纳米界面材料以及自驱动的纳米器件及系统中具有较大的应用潜力。另外，在掌握聚合物/富勒烯体系高压下形态演化规律基础上，分析了体系中聚合物凝聚态结构的形成机理，并提出了相应的物理模型。本研究为聚合物/富勒烯纳米复合材料在极端条件下的应用获得了较为全面的基础数据，同时为新型功能材料的设计和制备探索出一条新途径。项目的主要成果以学术论文形式发表。项目执行期间，共发表论文18篇，其中国际刊物16篇，国内核心期刊1篇，全国会议1篇。SCI收录11篇，EI收录14篇，ISTP收录5篇。