在本研究中，我们研究了通过水射流铣削生成的超细废旧轮胎胶粉（uGTR）进行增值回收利用的可能性，其平均粒径只有几十微米。我们的目标是对有不同uGTR和常规细废旧轮胎胶粉（fGTR）含量混合物的性质进行比较，而这些混合物是通过与低密度聚乙烯（LDPE）混合制备而成的。我们还打算研究在粒径影响下，较大比表面积会引起怎样的性质变化。样品是经过内部混合后用一台水压机制备的。对于废旧轮胎胶粉（GTR）填充的混合物，其拉伸性能类似于橡胶：随着模量的显著减少，断裂伸长率保持在较高水平，而抗拉强度略有下降。通过扫描电子显微镜（SEM）对样品的断裂面进行了分析，其中用uGTR制成的材料表现出更好的相间粘附。为了研究GTR与LDPE之间的界面粘附，我们进行了动态力学热分析（DMTA）。uGTR的玻璃化转变峰转移到较高温度，而且储存模量高于含fGTR样品的情形。最后，我们测定了材料的Shore D硬度，发现它随着GTR含量的升高而降低，但硬度高于uGTR样品。含uGTR混合物的力学性能较高是因为其比表面积明显高于fGTR，因此两相之间的界面粘附情况更好。

熔丝制造(FFF)是一种增材制造技术，其中熔丝以可控的方式沉积在之前沉积的熔丝上或相邻，导致结构部分的构建。本研究旨在利用印刷的单层薄膜来表征单个细丝之间的融合键合程度，这有助于理解过程-结构-性质关系，优化FFF过程中涉及的工艺参数（即沉积速度和挤压温度）。对于脆性聚乳酸(PLA)和球性聚丙烯(PP)，使用不同挤压温度（200°C至260°C）和沉积速度（30mm/s至90mm/s）制备具有平行于沉积方向的尖锐裂纹的单层双边缘缺口拉伸(DENT)试样。描述了断裂韧性(K_c)，定义为PLA脆性断裂临界载荷下的临界应力强度因子和断裂的具体基本工作(W_e)，作为PP韧性韧性断裂韧性的指标。结果表明，该方法被证明是识别FFF过程中工艺参数对熔合键的影响的有效工具，显示了断裂韧性的强敏感性，无论是PLA的K_c还是PP的W_e，均可达到单丝之间融合粘接程度。

摩擦纳米发电机（TENG）因其灵活特性和最佳设备性能，已被证明是诸多电子配件的一种较好替代能源。有了摩擦纳米发电机，人们可将聚合物材料（PM）用于收集机械能。但是，摩擦纳米发电机也存在诸多缺点——耐久性较差，短路输出电流有限，结构变化有限，且后应力条件有限等。本论文旨在对摩擦纳米发电机进行更系统且更详细的说明。本文概述了基于摩擦聚合物的材料的形成和摩擦电的产生过程、基于摩擦聚合物的纳米发电机的结构模式，以及基于结构和负载条件的摩擦聚合物纳米发电机的比较、测量和量化方法。此外，本文在重点介绍利用旨在提高摩擦纳米发电机效率的各种电荷控制电路技术的同时，还详细讨论了TNEG在传感器、执行器和生物采集装置等各种自供电装置中的潜在应用。

以部分中和的丙烯酸（AA）为原料[通过硫酸铵（APS）作为引发剂，并通过马来酰化（N-MACH）为交联剂]，利用自由基接枝共聚反应制备快速溶胀多孔聚合物（丙烯酸-丙烯酰胺），并利用红外光谱学和扫描电子显微镜（EM）对合成水凝胶的结构进行研究。在聚合过程中，将丙酮和碳酸氢钠用作孔隙剂（致孔剂），并用表面活性剂（司盘 80）作为胶束模板和稳泡剂。溶胀实验表明，水凝胶的溶胀性能随着交联剂浓度的增加而有所改善。另外，丙酮和碳酸氢钠（NaHCO₃）的掺入也改善了水凝胶的多孔结构和膨胀速率，同时可在胶凝过程中加入司盘 80以增强孔隙结构。形态研究表明，孔隙剂和表面活性剂产生了多孔隙结构。所合成的高孔高吸水性树脂水凝胶(HPSH)的密度范围为0.6-1.04克/立方厘米。这些高孔高吸水性树脂水凝胶在28-269分钟的时间范围内表现出较高溶胀率。

碱处理的建模与优化研究、天然纤维碱处理因素的实验不确定度研究和灵敏度分析对于开发有效的天然纤维增强聚合物复合材料具有重要意义。在此基础上，采用响应面法（RSM）研究了藤属天然纤维（ACNF）的不同处理因素[氢氧化钠(NaOH）的浓度和浸泡时间（ST）]对于经过碱处理的藤属天然纤维（ACNF）的抗拉强度(TS）的影响，并对该影响进行了优化。采用响应面法（RSM）和多基因遗传规划（MGGP）对碱处理进行模拟。将最佳模型应用于蒙特卡水晶球软件（OCB）中，以研究处理结果的不确定度和处理因素的灵敏度。结果表明，增强的氢氧化钠（NaOH）和抗拉强度（TS）将经过碱处理的ACNF增强聚酯复合材料的抗拉强度（TS）增加至28.3500兆帕，随后其抗拉强度（TS）下降。响应面法（RSM）模型的决定系数（R²）和均方根误差（RMSE）分别为0.8920和0.6528，多基因遗传规划（MGGP）模型的决定系数（R²）和均方根误差（RMSE）分别为0.9144和0.5812。响应面法（RSM）确定的最佳碱处理条件为氢氧化钠（NaOH）浓度为6.23%，浸泡时间（ST）为41.99小时, 强度（TS）为28.1800 兆帕，理想值为0.9700。经验证的最佳碱处理条件的抗拉强度（TS）为28.2200兆帕。实验结果的确定度为71.2580%。抗拉强度（TS）对氢氧化钠（NaOH）的灵敏度为13.8000%，对浸泡时间(ST）的灵敏度为86.2000%。该实验有助于对聚合物复合材料进行有效生产，进而减少通常伴随着特定过程的巨大材料和能耗损失。

以2-叠氮基乙醇和2-溴-2-甲基丙酰溴为原料，在氮气氛下合成了叠氮基乙基-2-溴-2-甲基丙酸酯（AEBMP）。通过原子转移自由基聚合反应（ATRP）、采用AEBMP引发剂和苯乙烯与Cu（1）溴-二吡啶催化剂在100℃温度时合成了叠氮基功能性聚苯乙烯（PS-N₃）。聚合反应是在三个不同时间进行的，而且发现产率和数量平均分子量随着反应时间的延长线性增加。热重分析表明，聚苯乙烯最高在300℃温度下保持稳定。采用凝胶渗透色谱法（GPC）确定聚苯乙烯的分子量，并采用¹H NMR和FT-IR光谱法对引发剂AEBMP和聚苯乙烯（PS-N₃）的结构进行了特征分析。