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聚醚酰亚胺(Polyetherimide,简称PEI)是一种综合性能优良的特种工程塑料,近年来其开发和应用得到迅速发展。为进一步拓展其工程应用领域,降低其密度制备PEI泡沫材料是一个重要途径。超临界流体微孔发泡使基体中产生大量微米级均匀泡孔,在不明显降低其力学性能的情况下,有效降低其质量。本文采用超临界流体微孔发泡技术,将不同类型成核剂加入PEI中,制备出高密度、纳米级泡孔。针对scCO2气体扩散性、表面张力、气体溶解度、聚合物基体粘性和弹性等影响制备纳米级泡孔稳定性的因素,研究了不同形状纳米级成核剂粒子的成核机理以及不同发泡条件对制备纯PEI和成核剂-PEI复合材料纳米级泡孔的影响。本文将羧基化多壁碳纳米管(Carboxylated Multi-walled Carbon Nanotube,简称MWCNT-COOH)与PEI基体复合,采用间歇式超临界流体微孔发泡方法制备得到微孔和纳米级MWCNT-COOH/PEI复合材料泡沫。研究表明管径大小对异相成核和在复合材料中的分散性有影响,其中管径10-20 nm的m-MWCNT-COOH分散性好且最有利于改善泡孔形貌和降低泡孔尺寸:泡孔直径为180 nm,泡孔密度为1.58×1013个/cm3。另外在PEI中加入多面体低聚倍半硅氧烷(Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane,简称POSS)制备POSS/PEI纳米级泡孔材料,研究POSS对CO2在复合材料中的吸收和扩散行为,验证了粒子-基体界面处的气体吸收。研究发现,随着POSS含量的增加,自由体积分布的改变提高了气体溶解度和扩散系数。再通过不同压力发泡实验和经典成核理论推导,得出纳米粒子对泡孔成核及生长过程规律,当POSS含量为0.5 wt%时小的团聚粒子形成的成核剂直径接近2倍临界成核半径约为13.42 nm泡孔形貌最优:孔直径为66 nm,泡孔密度为3.34×1015个/cm3。