聚乙二醇在生物医药和锂电新能源等领域有巨大的应用价值。Stober法制备的二氧化硅纳米粒子(SiO2-NPs)形状和粒径分布均一、分散性良好,便于表面修饰。结合当前对高分子/无机纳米复合材料在生物、锂电、光学等方面的应用需求,探索通过化学键将PEG接枝到Si02-NPs表面的简便快捷方法具有广泛的应用价值。本论文通过研究接枝端羟基聚乙二醇单甲醚(MPEG)与SiO2-NPs界面相互作用,考察高分子与Si02-NPs界面之间的氢键或化学键等作用力对分子链构象变化和结晶行为的影响,揭示MPEG接枝率及其与复合材料界面行为的关联性。本论文结合“grafting onto”的优点,便捷快速将MPEG接枝到Si02-NPs表面,制备出一系列不同接枝密度的纳米接枝复合材料。探讨了反应物浓度、混合溶剂对接枝密度的影响,无机纳米粒子在基质中的分散性。首先将不同分子量的MPEG进行环氧化修饰。在正癸烷/甲苯混合溶剂中,采用“grafting onto”的方法将MPEG(Mn =750,2000,4000g/mol)接枝到氨基修饰的纳米二氧化硅(Si02-NH2)表面。结果表明,在接枝反应体系中,MPEG的不良溶剂正癸烷的增加导致分子链塌陷,体积减小,接枝的空间位阻效应减弱。通过改变混合溶剂比例,可控制聚合物接枝密度。相较于甲苯溶液中的高分子接枝密度,采用正癸烷/甲苯混合溶剂的接枝密度分别提高了 200%、273%和321%,体现出简单、高效、可控的特点。采用两步法,先将带环氧端基的低分子量聚乙二醇单甲醚(MPEG-EO)与SiO2-NH2在甲苯溶剂中充分反应,再加入高分子量的MPEG-EO在正癸烷/甲苯混合溶剂中使用相同的反应条件和后处理方法,制备出具有双峰分布MPEG接枝的纳米复合物。其中,低分子量MPEG接枝密度为0.85 chain/nm2,高分子量的接枝密度达0.40 chain/nm2。与PEG共混的分散性良好。本论文进一步研究不同接枝密度的MPEG与SiO2纳米粒子的界面相互作用。通过拉曼(Raman)光谱、热重分析(TGA)和示差扫描量热(DSC),研究了不同接枝密度的MPEG与SiO2界面相互作用对接枝高分子的构象特征和结晶能力。结果表明,相较于游离的聚合物,接枝在Si02-NPs表面的MPEG分子旁式构象高于反式构象,导致高分子链趋于无序状态,结晶度和结晶温度下降。其界面相互作用随接枝密度的增大而减小。自成核实验和等温结晶结果表明,其受限能力随接枝密度的增大而减小。低接枝密度下,高分子在SiO2表面占有面积大,醚氧键与SiO2表面的硅羟基形成氢键,导致紧密束缚,使结晶能力减弱。高接枝密度下,高分子所占面积小,分子链远离SiO2表面紧密堆积,受限程度较小,结晶度和结晶温度相对于本体变化较小。综上所述,本论文采用“grafting onto”法将不同分子量的MPEG接枝到Stober法制备的SiO2-NPs表面。通过改变反应物浓度和正癸烷/甲苯混合溶剂比例,实现了接枝密度的可控调节。SiO2-NPs与接枝高分子的界面相互作用导致高分子旁式构象增多,结晶能力减小。接枝密度增大,导致高分子与纳米粒子界面相互作用减弱,受限程度减小,结晶能力增强。以上发现对高分子/无机纳米复合的界面作用设计与控制提供了理论指导。