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聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是用途最广的人工合成高分子材料之一，PET/黏土纳米复合材料可提高材料的刚性、阻隔性和耐热性等性能，在很多领域都有广泛的应用，但是黏土的分散和对聚酯性能的影响一直是PET/黏土纳米复合材料应用的瓶颈问题。本论文以PET聚酯作为基体，从黏土的表面改性入手，包括层间结构的优化和表面接枝改性，提高黏土在PET基体中的分散能力，研究了纳米复合材料结构和性能的关系。本论文主要内容和结果如下：
利用铵盐插层和硅烷接枝共同修饰黏土的方法增加黏土与聚合物基体的相容性，熔融共混法制备了分散状态良好的PET/黏土纳米复合材料，并且发现硅烷接枝可以控制纳米复合材料的结构和性能。铵盐插层可以改变黏土层间的亲水环境，而硅烷接枝可以在聚合物分子链和黏土片层间产生化学键连接。此外，在氮气气氛下，复合材料由于黏土的催化降解效应表现出低的起始降解温度，但中后期黏土的阻隔性能有效的降低了降解反应速率；在氧气气氛下，分散状态好的纳米复合材料体现出更好的热氧稳定性，这和黏土的阻隔性关系很大，黏土的催化降解和阻隔性在等温TGA图谱中更直观的反应出来。
讨论了双螺杆挤出过程中黏土在PET基体中的分散机理，大分子链的层间扩散和剪切力的传递是控制分散的两个关键因素。分子链扩散与黏土的层间环境有很大的关系，铵盐的插层处理就是为了改变黏土层间的亲水性环境，有利于分子链扩散。而剪切力场的传递则与聚合物.黏土的相互作用力有直接的关系，硅烷接枝可以将黏土片层和聚合物分子链以化学键的形式连接，有效的增加聚合物—黏土的相互作用力，有利于剪切力场的传递，促进黏土片层的滑移和剥离分散。而聚合物.黏土相互作用力与储能模量和平衡熔点有一定的关系。
研究了熔融加工过程中PET/黏土纳米复合材料降解的影响因素，包括黏土表面羟基含量和吸附铵盐量。黏土表面的羟基具有布朗斯特酸活性点的特性，同时吸附PET降解的主要因素。此外，分散状态也是影响PET降解的一个重要因素，由于好的分散状态会导致更多的黏土表面暴露于基体中，黏土表面的酸活性点会催化聚合物降解。
加入扩链剂PMDA对于PET/黏土纳米复合材料特性黏度、端羧基含量和黏土分散状态都有一定的影响，材料特性黏度随着扩链剂含量的增加而增加，且加入扩链剂后端羧基含量降低，验证了扩链剂与PET羧基反应的理论依据。此外，讨论了停留时间对于提高材料特性黏度和改善黏土分散状态的矛盾。
加入PET离聚物可以提高PET基体和黏土的相互作用力，从而能改善黏土的分散状态。但是，离聚物对PET材料加工过程中有催化降解作用，因此，离聚物作为相容剂提高黏土分散性的应用受到了很大的局限。