论文题目：聚醚砜/Al2O3改性环氧树脂介电性能及耐热性能的研究

本科学生：宗孟静子

指导老师：吴唯教授

论文简介：

  环氧树脂(Epoxy)的粘结性能非常优异，它在军事方面，航天事业和电子电器产业应用广泛。但是，如果环氧树脂事先没有改性的话，脆性很大，就不能将它作为结构性的胶黏剂来使用。聚醚砜(Poly Sulfone)是一类拥有着良好耐热性的热塑性工程塑料，它的韧性很好，模量也很高，并且不会轻易老化，选择用聚醚砜来改性环氧树脂，能够在保证不损失环氧树脂耐热性的前提下，也能够起到增韧的效果，是比较合适的选择。纳米氧化铝是模量很高的刚性粒子，因为是纳米尺寸，万物在某一方面性质达到极致时必然引起其他量的变化，纳米粒子正是如此，它呈现出了很多不同的性能，比如说基本的小尺寸效应，另外还有量子尺寸效应，表面性质也会发生变化的表面效应以及宏观量子隧道效应，这些性质都与宏观尺寸完全不同。基于纳米氧化铝自身体积电阻率比较大和模量高的特点，本课题利用它的这些性质对环氧树脂改性，这样它们能够和基体产生界面结合效应，让纳米氧化铝能够和环氧树脂紧密粘结在一起，体系的交联度会增强，界面强度也能得到加强，这样的话，整个体系的热稳定能力和绝缘能力会更好。本实验是先制成PES-EP体系，后加入纳米氧化铝，制备出综合性能更好的改性环氧树脂。

  本实验用PES对环氧树脂进行初步的改性，使用的是三氯甲烷和二氯甲烷的混合溶剂，用来溶解聚醚砜(PES)，固化剂为4,4’-二氨基二苯砜(DDS)，制备了PES-EP体系，并对该体系进行了微观的形貌分析以及结构表征。包括力学方面的测试，热稳定性和介电等性能测试，从测试的结果得知：当PES的含量是5wt%时，对应着环氧树脂的综合力学性能最好，它的介电损耗也低于没有改性环氧树脂，并且该配方在热稳定性方面也提高显著，热分解温度比起未改性的纯环氧提高了15℃左右，同时热分解速率小，并且低于纯环氧树脂，热学性能较稳定。

  由于纳米粒子表面能大，不容易分散，本实验用偶联剂KH-560对纳米氧化铝进行了表面改性，在5wt%PES含量的PES-EP体系中加入纳米氧化铝，含量分别为0、0.5wt%、1wt%、2wt%和5wt%。同样也对固化产物进行了一系列测试表征，包括扫描电镜、力学性能测试，热重分析和介电测试等。结果表明：加入纳米氧化铝后，纳米氧化铝含量在0.5wt%和1wt%时，环氧树脂冲击强度得到了提高，同时0.5wt%配方介电常数低于不含有纳米氧化铝的体系，介电性得到提高，热稳定性和未改性配方相比相差并不大。

论文题目：TPEE阻燃改性

本科学生：周生晖

指导老师：吴唯教授

论文简介：

  热塑性聚酯弹性体（TPEE）是一种非晶相嵌段共聚物，其主要结构是由作为硬段（结晶相）的聚酯（PBT）和作为软段的聚醚（PTMG）组成。TPEE材料因其具有柔韧性、高弹性、可回复性，并且回收和重加工较为简单，在一些方面正在取代橡胶。但是常规配混的TPEE材料易燃，并且在燃烧过程中会产生可燃熔滴，这极大地限制了TPEE材料的使用，所以对其进行阻燃改性，至关重要。本课题的目的是利用无卤膨胀阻燃体系与TPEE共混，以β-CD作为炭源制备阻燃材料。膨胀阻燃体系主要由酸源、气源、炭源三部分组成；另一方面，具有多羟基结构或者多芳香环结构的诸如纤维素、淀粉、环糊精（CD）等天然可再生资源作为成炭剂使用引起了科学家的关注。其中，环糊精由于特殊的环状结构，优秀的热稳定性和良好的成炭性能，在新型成炭剂研究中得到关注。以此为理论依据，本课题制备了多种不同配比的TPEE混合物，并分别对其进行了力学性能测试、极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL94)、热重分析(TGA)，并对燃烧残炭进行拉曼散射、扫描电镜（SEM）等测试分析。经过一系列测试，结果表明，利用10wt%β-CD作为成炭剂与20wt%磷-氮复配阻燃剂阻燃改性TPEE，力学性能满足实际使用要求，材料的阻燃级别也达到了UL-94 V-0级，复合材料在燃烧过程中形成致密稳定的炭保护层，提高TPEE的热分解残留率，有效的抑制了可燃熔滴。

论文题目：环氧化三元乙丙橡胶(eEPDM)的制备

本科学生：郑磊

指导老师：吴唯教授

论文简介：

  PBT是一种性能优异的热塑性工程塑料，但是其缺口冲击强度低限制了其应用领域。PBT与PP共混是对PBT进行增韧的一种方法，只是PBT与PP的不相容性限制了增韧效果。本文以叔丁基过氧化氢(t-BuOOH)作为环氧化剂，过渡金属氧化物三氧化钼(MoO3)作为催化剂成功制备了环氧化三元乙丙橡胶(eEPDM)。以PBT为基体材料，eEPDM为增容剂，PP为增强填料，制备出了PBT/eEPDM/PP共混材料，通过DSC、TGA图谱表征以及力学性能测试研究eEPDM对PBT与PP间的增容作用。所制备的PBT/eEPDM/PP复合材料的拉伸强度及缺口冲击强度较之PBT/PP共混物都有提高，从而实现了PBT材料的强韧化并且证明eEPDM增加了PBT与PP之间的相容性。

论文题目：包裹金属粒子的聚酰胺胺树状大分子聚电解质膜的制备和表征

本科学生：李修函

指导老师：吴唯教授

论文简介：

本课题主要阐述了包裹金属粒子的含聚酰胺胺树状大分子的聚电解质膜的制备。由于目前相关研究多集中于不含树状大分子的聚电解质膜，该膜无法利用因树状大分子内包裹金属粒子而具备的催化特性。本课题中，我们将树状大分子与同性电荷的聚电解质膜混合，再与另带相反电荷的聚电解质膜层层组装，以此制备具有催化性能的聚电解质膜，并对其并对该膜进行表征，通过金属纳米粒子在膜内的分布与大小，预估其催化性能。

树状大分子具有化学稳定性，且粘度低，相容性好，其结构和性能可以在多层膜中良好的保持。所以，考虑膜的操作简便性，厚度可控性，以及反应后易于分离回收，将封装了纳米金属粒子的树状大分子沉积到多层膜中，可以得到具有优良催化性能的功能性多层膜。

选取PAA/PAH体系制备层层自组装聚电解质多层膜。在PAA/PAH多层膜中羧基的含量随多层膜层数的增加而均匀增大，说明随层数的增加多层膜的厚度均匀增大。通过对多层膜表面形貌进行分析可知PAA/PAH多层膜表面均匀，成膜性良好。选取金属Pt制备包裹Pt纳米粒子的PAMAM树状大分子。先将四氯铂(II)酸钾封装于PAMAM树状大分子空腔内，再将Pt离子还原为零价铂，通过对产物进行元素分析和基团分析证明有Pt被封装与PAMAM树状大分子内部。最后将包裹Pt纳米粒子的PAMAM树状大分子加入到多层膜体系中，制备含Pt/PAMAM树状大分子的PAA/PAH多层膜。Pt/PAMAM的引入使多层膜具有良好的催化性能。