热固性树脂中纳米尺度上微结构的调控及其材料性能研究Microstructure and properties of nano scale microstructures in thermosetting resins.pdf

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1、热固性树脂中纳米尺度上微结构的调控及其材料性能研究（申请工学博士学位）学校：上海交通大学院系：化学化工学院学科：材料科学与工程姓名：李金刚学号：0111109018导师：郑思珣教授上海交通大学化学化工学院2015年9月ADissertationSubmittedtoAcademicDegreesofEvaluationCommitteeofShanghaiJiaoTongUniversityfortheApplicationforDoctoralDegreeofPhilosophyModulationofNanostructure

2、sinThermosettingPolymersbyUsingAmphiphilicCopolymersSpecialty:MaterialsScienceandEngineeringAuthor:JingangLiAdvisor:Prof.SixunZhengCollegeSchoolofChemistryandChemicalEngineeringShanghaiJiaoTongUniversityShanghai,P.R.ChinaSeptember,2015.本论文得到国家自然科学基金重点项目（No.51133003），国

3、家自然科学基金项目（No.21274091）和国家重点基础研究发展计划项目（No.2009CB930400）的资助。ThefinancialsupportsfromtheNaturalScienceFoundationofChina(No.21274091,No.51133003)andNationalBasicResearchProgramofChina(No.2009CB930400)wereacknowledged.上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立′进行研究工作所取得的

4、成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。日期:'歹年叼日/月上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或′部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□,在~

5、年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密/(请在以上方框内打“V”)上海交通大学博士学位论文热固性树脂中纳米尺度上微结构的调控及其材料性能研究摘要本文通过开环聚合反应(ROP)、可逆加成-断裂-链转移自由基聚合反应(RAFT)、原子转移自由基聚合(ATRP)、开环易位聚合(ROMP)等聚合方法，结合点击化学(Click)、酯化反应、还原反应、取代反应、缩聚反应等化学方法设计合成了一系列的AB两嵌段、ABA三嵌段、超支化、接枝状等具有不同拓扑结构的两亲性聚合物，并将其用于热固性树脂等交联材料的改性，制备了一系列的具有纳米结构热固性

6、树脂和凝胶材料。通过调控两亲性共聚物含量、分子量、拓扑结构等有效地调节了材料的纳米结构形态；并运用小角X射线散射(SAXS)、原子力显微镜(AFM)和透射电子显微镜(TEM)等手段研究了材料的纳米结构形态及其形成机理。用动态力学分析(DMTA)、导热仪、阻抗分析仪、接触角分析仪、凝胶行为测试等研究了纳米材料的性能，并对材料的结构和性能之间的相互关系进行了较为深入的研究，并取得了以下研究成果。1.通过缩聚反应和ROP聚合成功合成了含-共轭链段的两亲性嵌段共聚物聚己内酯-b-聚3-己基噻吩-b-聚己内酯(PCL-b-P3HT-b-P

7、CL)，并将其引入到热固性环氧树脂中，成功将-共轭聚3-己基噻吩以纳米球(柱)分散在热固性树脂的基体中，制备了具有纳米结构的热固性环氧树脂。研究发现：PCL-b-P3HT-b-PCL在环氧树脂中是遵循自组装的机理形成纳米结构；介电性能测试37表明，在10~10Hz的外加电场中，随着PCL-b-P3HT-b-PCL含量的增加，热固性环氧树脂的介电常数(ε)提高而介电损耗(tanδ)几乎不变，纳米结构的热固性树脂材料的导热率系数随着嵌段含量的增加而增大。2.通过RAFT聚合和ATRP聚合成功合成了不同拓扑结构的嵌段共聚物聚4-乙烯基

8、吡啶-b-聚苯乙烯(P4VP-b-PS)、聚4-乙烯基吡啶-b-聚苯乙烯-b-聚4-乙烯基吡啶(P4VP-b-PS-b-P4VP)、聚苯乙烯-b-聚4-乙烯基吡啶-b-聚苯乙烯(PS-b-P4VP-b-PS)和聚苯乙烯-b-(聚4-乙烯基吡啶)2[