聚碳酸酯（PC）是包装、汽车、食品、医疗和航空航天等领域常用的透明工程塑料，具有优异的光学性能、熔融加工性、热稳定性和高的抗冲击性能，且成本低廉。但PC硬度低，不耐划痕；受紫外线照射易老化，严重影响其长期使用。在保持PC原有性能的前提下，解决这些问题的一个常用方法是在其表面制备防护或功能涂层，提高材料的综合性能。然而涂层与基体之间的热膨胀系数、表面能等物性不同，如何提高二者界面粘附力，减少涂层开裂、脱落等现象的发生，一直是涂层/基体复合材料的研究热点。本文尝试通过PC表面改性强化无机涂层与聚合物基体的界面粘附，利用多面体低聚倍半硅氧烷（POSS）具有有机-无机杂化材料的特性，通过POSS在涂层与聚合物基体之间的构筑，缓解因热膨胀等因素造成的涂层开裂、脱落等问题。具体研究内容如下：
　　1.磁控溅射在PC表面制备POSS过渡层及其抗原子氧（AO）性能研究：利用十二苯基POSS与PC极性相近的特点，采用磁控溅射法在PC表面沉积POSS过渡层，研究溅射功率、溅射时间对靶材和过渡层产生的影响，在此基础上，制备SiO2/POSS/PC样品。结果表明：在50Sccm氩气流量、90W功率下溅射2h可形成致密的POSS过渡层，该过渡层与SiO2形成的复合涂层具有良好的抗AO性能。
　　2.POSS改善TiO2涂层和PC基体界面粘附性的研究：用NaOH溶液处理SiO2靶材表面，增强其表面粘附性，将POSS粉体均匀压制于SiO2靶材表面，制备POSS溅射靶材。采用磁控溅射法在PC表面制备TiO2/POSS复合涂层。结果表明：沉积POSS层后，PC样品表面水接触角由80°下降到POSS/PC的27°，润湿性得到提高，有利于后续TiO2薄膜的沉积。365nm的紫外光照射40h后，TiO2/POSS/PC样品表面水接触角由64°下降到5°，表现出超亲水特性，具有自清洁功能。
　　3.硅烷偶联剂（SCA）与等离子体强化SiO2涂层与PC基体界面粘附力的研究：利用SCA有机官能基对有机物具有反应性或相容性的特点，研究SCA改善SiO2涂层与PC基体界面粘附力的可行性，提高涂层与基体的结合强度，减缓因温度变化而引起的内应力。将Ar等离子体处理与SCA改性相结合，获得极性可控的表面改性方法。结果表明：H2O2和KH-550溶剂热对PC样品处理后，水接触角由80°下降到59°；Ar等离子体和SCA处理后，PC表面形成均匀水解层，所制备的SiO2/SCA/PC样品，涂层与基底结合牢固，80℃浸水至-5℃的温度骤变，循环5次后。涂层保持完整，没有脱落与变形，有效缓解了热胀冷缩产生的内应力。
　　4.硅基复合涂层对PC耐环境应力开裂（ESC）性能的影响：以正硅酸乙酯(TEOS)、甲基三甲氧基硅烷(MTMS)、二甲基二甲氧基硅烷(DMDMS)、氨丙基异丁基POSS和三羟基苯基POSS为起始原料，制备不同组成的硅基复合涂层。采用三点弯曲应力松弛法评价PC在乙醇溶液中的抗ESC性能。结果表明：硅基复合涂层在一定程度上改善了PC基体的耐ESC性能，在乙醇环境中的应力-松弛比纯PC明显减缓，且样品表面没有裂纹。