对聚合物的改性研究是高分子材料研究中最活跃的领域之一,也是开发具有高性能新型聚合物的重要途径。在众多的聚合物改性中,用无机纳米材料改性和共混改性聚酰胺都是目前的研究热点所在。当前对聚合物基复合材料的研究集中于材料的制备、物理和化学表征、应用及开发等方面。而在力学方面的研究较少,主要在强度、韧性等的测量和比较以及简单的共混法则对材料力学行为进行解释。本课题组以力学理论作指导,结合高分子材料学、物理学科发明了一种技术创新的原位制备聚合物基纳米复合材料的新方法,并运用该技术成功制备出尼龙6-二氧化硅纳米复合材料。该方法使PA6和二氧化硅纳米粒子同时原位生成,制备工艺简单。并根据聚合物基纳米复合材料内部跨尺度结构的特点构筑了一种适合描述内部具有跨尺度结构材料的理论模型,并用这一模型对典型的部分结晶聚合物PA6的宏观有效性能进行了研究。本文在上述思想和理论的启发指导下,制备了PA6/SiO₂/PTT复合材料体系,并根据复合材料的微观结构特征构筑了相应的多尺度结构模型,通过组分相的微观力学性能对材料的宏观有效弹性模量进行了计算,并与实验结果进行比较,结果显示用多尺度结构模型能较精确地计算分散相体积分数较小时此类聚合物基复合材料的宏观有效弹性模量;对纯PA6材料和纳米SiO₂质量分数为0.5%不同PTT含量的PA6/SiO₂/PTT复合材料在不同应力水平下的蠕变试验曲线进行了较好的非线性拟合,通过材料的蠕变应变率研究了材料在室温下蠕变行为的差异,纳米SiO₂和PTT改变了材料的聚集态结构提高了材料的抗蠕变性能。通过对材料力学性能的综合比较,纳米SiO₂质量分数为0.5%、PTT质量分数为5%的PA6/SiO₂/PTT复合材料具有相对较优的改性效果,这一结论为材料的进一步改性研究提供了一定的依据。