Сверхтермостойкие полимерные нанокомпозиты на основе гетероциклических сеток: структура и свойства

Исследованы нанокомпозиты на основе гетероциклической полимерной сетки, полученной из бисфталонитрила, и различного содержания (от 0.03 до 5 wt.%) модифицированных силикатных нанослоев монтмориллонита (MMT). Наноструктура, термические, релаксационные и упругие свойства композитов охарактеризованы методами просвечивающей электронной микроскопии (TEM), энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDXS), динамического механического анализа (DMA) и термогравиметрического анализа (TGA). DMA- и TGA-измерения выполнялись в средах воздуха и азота в диапазоне температур от 20$^\circ$ до 600–900$^\circ$С. В зависимости от содержания MMT, наблюдалась различная степень его эксфолиации в матрице с образованием единичных нанослоев, тонких и “толстых” пачек нанослоев MMT. Показаны cильные эффекты торможения динамики матрицы наночастицами (“constraining dynamics”) и резко выраженной динамической гетерогенности в переходе стеклования. Обнаружены возможности полного подавления последнего и сохранения неизменными упругих характеристик композитов при температурах от 20 до 600$^\circ$C. Исследованные нанокомпозиты проявляют уникально высокие для полимеров термические свойства. Достигаются температура стеклования 570$^\circ$C и удовлетворительная термостабильность, с сохранением целостности материала до $\sim$500$^\circ$C в среде воздуха и до $\sim$900$^\circ$C в среде азота.