纳米碳酸钙增强POM复合材料的性能优化与形态研究

本文主要探讨了纳米复合材料在聚甲醛（POM）领域的应用，特别是在2008年由曲敏杰、索子君等人在大连工业大学化工与材料学院进行的研究。他们通过物理共混法成功制备了两种复合体系：聚甲醛与纳米碳酸钙（POM/nano-CaCO3）以及聚甲醛与纳米碳酸钙和共聚酷胺（POM/CaCO3/COPA）。研究的焦点集中在纳米碳酸钙含量（特别是2%）对复合材料性能的影响，以及共聚酷胺的添加对其热稳定性和力学性能的作用。 首先，他们发现当nano-CaCO3的质量分数达到2%时，POM/nano-CaCO3体系的缺口冲击强度显著提高，比纯POM提升了大约50%，这表明纳米碳酸钙的引入能够有效增强POM的韧性。此外，纳米碳酸钙的存在也提高了POM的热稳定性，这对于许多需要耐高温应用的领域具有重要意义。 然而，实验结果出乎意料的是，共聚酷胺（COPA）的加入并未带来预想的性能提升，反而导致复合材料的力学性能有所下降。这可能是因为COPA与POM和nano-CaCO3之间的相互作用不如预期的理想，或者COPA的加入改变了材料微观结构，从而产生了负面效果。 这项研究不仅提供了关于如何优化POM与纳米碳酸钙复合材料性能的重要见解，还提醒了在设计此类高性能纳米复合材料时，需要谨慎考虑各组分之间的相互作用。扫描电镜的使用有助于观察和理解材料的微观结构变化，这对进一步改进复合材料的性能至关重要。 该论文为纳米复合材料在工程应用中的性能调控提供了有价值的参考，特别是在聚甲醛基体中，通过精细调控纳米填料的种类和比例，可以显著改善其力学性能和热稳定性，但同时也强调了在设计和合成过程中需要对不同成分间的协同作用有深入理解。