聚丁二酸丁二醇酯/笼型低聚倍半硅氧烷纳米复合材料的结晶行为研究

通过溶液复合制备了聚丁二酸丁二醇酯(PBS)/氨基笼型低聚倍半硅氧烷(POSS)纳米复合材料,并研究了POSS的加入对其微观结构、晶体结构、结晶行为、球晶形态和球晶生长速率、力学性能和热稳定性等方面的影响.扫描电镜观察POSS能够均匀纳米级地分散在PBS基体中,呈现良好的界面作用.X-射线衍射仪测试表明加入POSS不影响基体PBS的晶型,且POSS在基体中以晶体形态存在.差示扫描量热测试显示加入POSS反而降低了非等温结晶温度,延长了等温结晶时间,表明POSS的成核能力非常有限,且POSS的加入阻碍了PBS链段的运动,偏光显微镜观察POSS降低了PBS的球晶生长速率.力学性能测试表明POSS提高了PBS的杨氏模量和储能模量,增强效果不显著,降低了PBS的断裂伸长率,提高了PBS的玻璃化转变温度.POSS分解温度低于PBS,但不影响基体PBS的热稳定性.综上实验结果分析,POSS分子上的氨基与PBS链段上的羰基形成较强的分子间氢键作用,以及POSS的笼型结构起物理交联点作用在PBS/POSS纳米复合材料中形成三维网络结构,是POSS影响PBS的结晶行为和力学性能的主要原因.