摘要
具有类石墨烯层状结构的六方氮化硼（h-BN）因其独特物理和化学性能，在高分子复合材料领域应用广泛。为了提高六方氮化硼纳米片（BNNSs）在各种溶剂中的溶解度以及和聚合物基体的相容性，需要对BNNSs进行共价功能化。本论文通过球磨法和化学还原法对BNNSs进行共价功能化，分别制备羟基，氨基，聚乙二醇功能化的BNNSs。构建功能化BNNSs填充的聚合物基（分别以聚乙二醇和聚偏氟乙烯原料为基体）复合材料，研究功能化BNNSs对聚乙二醇（PEG）、聚偏氟乙烯（PVDF）复合材料性能的影响。主要研究内容如下： 1．通过球磨法制备羟基功能化氮化硼纳米片（OH-BNNSs）和氨基功能化氮化硼纳米片（NH2-BNNSs）。傅里叶红外光谱（FTIR）和X射线光电子能谱（XPS）结果证实成功在BNNSs上共价接枝羟基和氨基基团。采用X-射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和拉曼散射（Raman）对功能化BNNSs的剥离程度和微观形貌进行表征，表明功能化BNNSs的片层少且结构未遭到破坏。 2．通过化学还原法在钠-萘溶液中对BNNSs进行负电化，随后向还原体系中加入溴端基聚乙二醇（PEG），实现对BNNSs的PEG分子链共价功能化。通过溶液共混法制备聚乙二醇功能化BNNSs（PEG-BNNSs）填充的PEG复合材料。FTIR和热失重分析（TGA）表明PEG成功接枝在BNNSs上，接枝率为9.2%。利用XRD和TEM表征PEG-BNNSs的晶体结构、剥离程度及结构完整性。采用紫外-可见光（UV-vis）吸收光谱研究PEG-BNNSs在氯仿中的分散性。PEG-BNNSs可以很好地分散在包括水在内的各种溶剂中。差示扫描量热仪（DSC）和TGA结果表明PEG-BNNSs可以提高PEG复合材料的热稳定性。 3．分别以OH-BNNSs和NH2-BNNSs为填料采用溶液共混法制备PVDF/OH-BNNSs和PVDF/NH2-BNNSs纳米复合材料。通过XRD和FTIR分析功能化BNNSs对PVDF成核与晶型转变的影响，发现添加OH-BNNSs对PVDF的晶体结构几乎没有影响，在PVDF/OH-BNNSs纳米复合材料主要形成非极性α晶体，而加入少量NH2-BNNSs会引起极性β和γ的形成。采用XPS和FTIR比较PVDF与不同功能化BNNSs之间的相互作用，结果表明在固态和熔体状态下，PVDF和NH2-BNNS之间比PVDF和OH-BNNSs之间存在更强的氢键相互作用。DSC和偏光显微镜（POM）结果表明NH2-BNNSs作为成核剂促进了PVDF的结晶过程。
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