聚合物的凝聚态结构是影响聚合物材料性能的直接因素,凝聚态结构的形成与变化过程(比如说结晶过程,固化过程)往往会涉及到各种物理和化学变化及热量的释放与吸收,对这种热量变化的分析是一种研究聚合物材料性能重要的分析手段。本研究使用等转化率热分析方法对聚合物材料及其纳米复合材料在热转变过程的活化能进行分析,可以推断出在热转变过程中聚合物与纳米填料之间的作用关系,从而对聚合物纳米复合材料凝聚态结构的形成与演化有着比较深入的了解。研究中纳米填料选用的是纳米氮化硅粒子,这种粒子通常应用在陶瓷材料中,在聚合物材料中的应用并不广泛。首先,使用偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷对纳米氮化硅粒子进行表面改性,使得纳米粒子与聚合物材料基体更好的结合。然后,通过高速搅拌、超声振荡以及密炼的方法将改性过的纳米氮化硅粒子添加到聚合物材料基体中。我们拟选取几种具有代表性的聚合物,对其与纳米粒子氮化硅所形成的复合材料进行研究。这几种聚合物分别是结晶速率相对比较缓慢的聚对苯乙二酸乙二醇酯(PET),结晶速率相对较快的聚酰胺(PA-6)以及环氧树脂E一51/DDM体系。通过应用Friedman,Flynn-Wall-Ozawa (FWO),Coats-Redfern等常用的等转化率分析方法,可以研究这几种典型的聚合物及其复合材料的结晶过程以及固化过程中的活化能变化规律,这相对一般的热分析方法比如Avrami,Kisssinger方法等有着独到的优势。对PET-Si3N4粒子体系的分析发现纳米粒子在含量为1wt%时,对PET的结晶速率有着促进的作用,但是粒子含量大于2wt%时则阻碍了PET的结晶。不同于PET,纳米粒子对PA6结晶过程影响较小,仅在降温速率较慢时,略微增加了PA6的结晶速率,两种热塑性材料的结晶活化都是能随着相对结晶度的增加而增加,但是PET-Si3N4体系的结晶活化能要大于PA6-Si3N4体系。而对于环氧树脂E-51/DDM/Si3N4体系,在Si3N4纳米粒子含量小于0.45wt%时,粒子对固化反应有促进的作用,固化活化能随着反应的进行出现先降低后升高的趋势。