分子筛负载马来酸酐及改性PP的研究

通过物理吸附将马来酸酐(MAH)负载在分子筛上,经母料法熔融制备了PP/分子筛复合材料.采用DSC、POM和电子拉力机等方法对复合材料的结晶行为和力学性能进行研究.结果表明:分子筛对PP结晶起到异相成核作用,随分子筛用量增加,复合材料的结晶温度由纯PP的116.3℃提高到119.5℃,结晶热焓逐渐减小,熔融热焓逐渐增大,复合材料的拉伸强度、弯曲强度及弯曲模量有不同程度的提高.低MAH负载量的分子筛(质量分数3%)有助复合材料力学性能的进一步提高,复合材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量及冲击强度分别由纯PP的35.3 MPa、45.2 MPa、1.47 GPa及2.24 kJ/m2提高到37.6 MPa、53.5 MPa、1.85 GPa及3.01 kJ/m2.MAH具有诱导PP形成β晶的倾向,150℃附近的β晶熔融峰强度随MAH用量增加而提高.     

Al2O3填充聚酰亚胺改性环氧树脂/玻璃纤维导热复合材料的制备与性能研究

以硅烷偶联剂改性的氧化铝为导热填料,聚酰亚胺改性环氧树脂为基体,通过高温模压法制备了Al2O3填充聚酰亚胺/环氧导热玻纤复合材料,研究Al2O3和聚酰亚胺含量对复合材料热性能、力学性能和介电性能的影响。结果表明,复合材料的热导率随着纳米Al2O3粒子含量的增加而增加。当Al2O3粒子的填充量为50%时,复合材料的热导率可达1.239W/(m.K)。复合材料冲击强度和弯曲强度随粒子含量的增加呈先增加后降低趋势,当Al2O3粒子的填充量为20%时,材料的冲击强度为376.3kJ/m2,弯曲强度为912.6MPa。聚酰亚胺改性的复合材料具有较好的介电性能、热稳定性和耐热老化性。     

PP-g-MAH增容PP/BN/Al2O3导热绝缘复合材料

以(3-氨丙基)三乙氧基硅烷(KH550)处理氮化硼/氧化铝(BN/Al2O3)导热粉体,在导热粉体表面引入氨基;通过熔融共混制备聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)增容的聚丙烯(PP)/BN/Al2O3导热绝缘复合材料。研究PP-g-MAH和导热填料的用量以及加工条件(转速、温度)对复合材料性能的影响。结果表明,在主机转速为300 r/min、PP-g-MAH为4g、导热填料的用量为50%时,复合材料的导热系数达到了0.7 W/(m·K),拉伸强度为17.65 MPa;添加相容剂后,复合材料和导热填料之间的相容性得到改善。     

丙烯酸酯-丙烯酸共聚物分散剂在碳酸钙/PP复合材料中的应用

采用自行合成的丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚体分散剂对填充聚丙烯(PP)的碳酸钙填料进行表面处理.通过扫描电镜分析了碳酸钙在PP树脂基体的分散形貌,考察了共聚物添加量及共聚单体物质的量之比对碳酸钙/PP材料力学性能的影响.结果表明,当丙烯酸丁酯与丙烯酸的物质的量之比为1:1,丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚物的添加量为3%(质量分数)时,可使20%碳酸钙填充PP复合材料的拉伸强度由原来的18.20MPa增加到25.2MPa,缺口冲击强度由3.7KJ/m2增加到4.8kJ/m2,断裂伸长率由8.7%增加到12.2%,性能优于传统的硅烷偶联剂处理体系.     

硅烷改性煤矸石电厂灰渣及其填充聚丙烯复合材料的研究

为实现煤矸石电厂灰渣资源化,采用硅烷偶联剂单一改性及硅烷偶联剂与硬脂酸复合改性,研究了硅烷偶联剂与硬脂酸对PP/灰渣复合材料性能的影响.通过对改性前后粉体的粒径分析,傅里叶变换红外光谱以及SEM分析等检测手段,研究了硅烷偶联剂对灰渣改性的效果和改性机理.结果表明:偶联剂硅烷A的最佳用量为灰渣质量的1.25％,改性温度为80℃,改性时间为30 min.使改性后复合材料的拉伸强度较改性前提高1.32 MPa;硅烷A与硬脂酸复合改性可以使PP/灰渣复合材料的悬臂梁缺口冲击强度提高0.44 kJ/m2,弯曲强度提高1.43 MPa.     

聚丙烯/木粉复合材料的制备及其力学性能的研究

以聚丙烯为基体,木粉为填料,采用机械共混、二次挤出共混和注塑成型方法制备不同木粉含量的PP/木粉复合材料,并且测定了PP/木粉复合材料的力学性能。实验结果表明:随着木粉用量的增加,复合材料拉伸强度逐渐增大;木粉用量为60%时,复合材料拉伸强度达到最大值36.04 MPa;木粉用量为80%时,复合材料拉伸强度降低到34.60 MPa。木粉的含量由20%增加到80%,复合材料弹性模量由579.12 MPa增加到869.80MPa,断裂伸长率从18.92%降低到7.39%,冲击强度由9.33 kJ/m2降低到7.76 kJ/m2。这是因为PP/木粉复合材料体系中随着木粉含量的增加,木粉起到了应力集中的作用,使材料变脆,冲击强度降低。     

PP/TPE/表面改性CaCO3复合材料的制备及性能

采用硅烷偶联剂对纳米CaCO₃进行表面改性,将表面改性CaCO₃与热塑性弹性体(TPE)、聚丙烯(PP)熔融共混,制备了PP/TPE/表面改性CaCO₃复合材料,表征并研究了其结构与性能。结果表明:加入表面改性CaCO₃使复合材料的储能模量、损耗模量和复数黏度增加。表面改性CaCO₃含量为6%(w)时复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度均最大,分别为29.85 MPa,25.67 MPa,43.79 kJ/m²;与纯PP相比,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别提高了6.5%,11.5%,3.0%。表面改性CaCO₃含量为10%(w)时,终止分解温度从466.9℃增加到473.7℃,分解速率最快时的温度从455.9℃增加到460.5℃,对体系的热解稳定性有一定的改善。     

相容剂对PP/木粉复合材料力学性能的影响

通过亚临界流体辅助反应挤出技术制备了木塑复合材料,对相容剂的种类及用量进行了筛选,同时对聚丙烯(PP)/木粉复合材料的组分进行了优化,并对PP/木粉复合材料进行了扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶转换红外光谱分析(FTIR)。结果表明:在亚临界乙醇作用下,添加质量分数10%的马来酸酐接枝PP的PP/木粉复合材料综合力学性能最佳,PP与木粉间结合较好。在乙醇中加入质量分数2%硅烷偶联剂(KH550)时,PP/木粉复合材料力学性能进一步提高,其拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、冲击强度分别达到44.32 MPa,88.44 MPa,6 579.36 MPa和7.12kJ/m2。     

超细水镁石的硅烷偶联剂表面改性

超细活性水镁石是一种重要的环保型阻燃材料。使用2种硅烷偶联剂对水镁石超细粉进行了表面改性试验。将改性后的水镁石粉添加到聚丙烯(polypropylene,PP)中,研究了硅烷改性对PP／水镁石复合材料性能的影响。通过对改性前后粉体的扫描电镜(scanning electron microscope,SEM),Fourier变换红外光谱以及PP／水镁石复合材料新鲜断面的SEM分析等手段,研究硅烷偶联剂对水镁石粉改性的效果和改性机理。结果表明：偶联剂硅烷A-174和硅烷FR-693的最佳用量分别为水镁石粉质量的1．5％和1．0%,改性温度为80℃。改性可以使PP／水镁石复合材料的悬臂梁缺口冲击强度提高0．3kJ／m^2,弯曲模量提高30％以上,并使材料的阻燃性能提高。使用偶联剂硅烷FR-693可以使复合材料的拉伸强提高1MPa,2种偶联剂都不能提高断裂伸长率及弯曲强度。     

氨基表面改性二氧化硅/热塑性淀粉复合材料的制备与性能

为了进一步提高热塑性淀粉(TPS)的力学性能,用硅烷偶联剂KH-550对二氧化硅微球(SM)表面进行氨基化改性(SM-NH₂),并且,添加至热塑性淀粉基体中,得到SM-NH₂/TPS复合材料,研究了添加量对拉伸强度、冲击强度、动态力学性能、热稳定性和流变加工性能的影响。研究发现,当SM-NH₂的添加量为2.0%时,复合材料的拉伸强度由3.25 MPa增大至9.28 MPa,冲击强度由6.222 kJ/m²增大至14.635 kJ/m²;玻璃化转变温度T_α达到最大,其值为53.67℃;微商热重曲线中最大分解速率对应的温度为321.8℃,热稳定性最佳;扭矩峰值和平衡扭矩分别为47.23 N·m和10.86 N·m,流变加工性能下降。     

聚己内酯/聚乳酸/竹纤维复合材料制备及性能

以聚己内酯（PCL）和聚乳酸（PLA）共混物为基材,竹纤维（BF）作为增强材料,硅烷偶联剂为改性剂,通过模压成型制备了PCL/PLA/BF复合材料。研究了PCL和PLA质量比、BF质量分数、硅烷偶联剂用量以及模压温度对复合材料性能影响。结果表明,适宜的PCL/PLA质量比为1∶1,BF质量分数为40 %时BF/PCL/PLA复合材料的冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率分别达到最大值11.26 kJ/m2,12.68 MPa和5.2 %;硅烷偶联剂用量为1 %时复合材料的冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率分别达到最大值15.11 kJ/m2、13.15 MPa和5.8 %;模压温度为150 ℃时,复合材料的冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率分别达到最大值14.51 kJ/m2、13.75 MPa和5.8 %。     

硅烷偶联剂KH-550在聚丙烯/二溴新戊二醇磷酸酯三聚氰胺盐复合阻燃材料中的增容作用

考察了硅烷偶联剂（KH-550）在聚丙烯（PP）/二溴新戊二醇磷酸酯三聚氰胺盐（BPMS）（90/10,质量比,下同）共混物中的增容作用。力学性能和阻燃性能测试结果表明,加入0.3 %（质量分数,下同） 的KH-550后,材料的拉伸强度达到34.34 MPa,冲击强度达到4.48 kJ/m2,分别比PP/BPMS共混物的提高了7.9 %和40.4 %,同时保持材料遇火不滴落,可自熄。红外光谱和流变行为研究证实,BPMS与KH-550之间发生化学作用,KH-550接枝到BPMS上,由于KH-550包裹在BPMS的表面,减弱了BPMS对PP的异核结晶作用,因此在偏光显微镜照片中显示PP球晶增大,X射线衍射分析表明,BPMS对 PP(040)面优势结晶作用减弱,扫描电子显微镜照片进一步说明PP与BPMS的界面黏结强度增加。     

不饱和聚酯树脂／大麻纤维复合材料的热氧老化

采用模压工艺制备不饱和聚酯(UP)树脂/大麻纤维复合材料,研究了105℃下热氧老化600h前后复合材料力学性能的变化;采用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)对老化前后复合材料的结构进行对比分析,并通过SEM技术观察复合材料的断面形貌.结果表明,偶联剂KH570处理对复合材料力学性能的总体改善效果最佳.老化600h后,偶联剂处理复合材料具有的最佳力学性能如拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量及冲击强度分别为19.06MPa、5.78GPa、52.988MPa、1.01GPa和3.881kJ/m2.红外分析显示,偶联剂处理得到的复合材料在老化前后的红外图形变化不明显,有些吸收峰甚至得到了加强.SEM结果表明,老化600h后,偶联剂处理的复合材料中纤维仍能较均匀地分散在树脂基体中,两者间的界面粘结良好.     

聚丙烯/鳞片石墨导热复合材料的制备及性能

以聚丙烯(PP)为基体,鳞片石墨(FG)为填料,通过添加偶联剂、开炼机混炼、模压成型的方法,制备了具有较高热导率和优良力学性能的PP/FG导热复合材料。考察了硅烷偶联剂的品种及用量、FG的粒径及含量对复合材料热导率和力学性能的影响。结果显示,使用偶联剂处理的FG对复合材料的力学性能具有一定的增强作用,但是材料的热导率降低;当KH 550添加量为FG含量的1%时,材料的力学性能最好;随着FG粒径的增大,材料的热导率明显提高,力学性能相应下降,粒径为17μm的FG与148μm的FG制备的复合材料相比,热导率提高了52.3%,拉伸强度和弯曲强度分别由34.4 MPa和51.5 MPa下降到25.1 MPa和43.0 MPa;随着FG含量的增加,材料的热导率增大,当17μm的FG含量为70%时,材料的热导率是纯PP的22.1倍,拉伸弹性模量和弯曲弹性模量也随之增大,断裂拉伸应变和断裂弯曲应变减小,拉伸强度和弯曲强度先减小后增大,并且在FG含量为20%时降到最低。     

PP/纳米Al_2O_3复合材料及其发泡材料的制备与表征

用PP与纳米Al_2O_3熔融共混法制备复合材料,再用超临界CO_2间歇发泡法制备发泡材料,并对材料的结晶行为、力学性能、发泡行为和导热性能进行研究。结果表明,纳米Al_2O_3能提高复合材料的结晶和熔融温度,但会降低PP链段运动能力,当纳米Al_2O_3含量为7%时,复合材料的结晶度由纯PP的28.10%降至24.46%;纳米Al_2O_3具有刚性粒子的增强增韧协同效果,当纳米Al_2O_3含量为5%时,纳米Al_2O_3的骨架效应使得复合材料的拉伸强度达到33.9 MPa,继续提高其含量后复合材料的拉伸强度略微下降。由于纳米Al_2O_3的刚性粒子增韧效果,当纳米Al_2O_3含量达到7%时,复合材料的冲击强度可达到5.26 k J/m2。纳米Al_2O_3起到异相泡孔成核剂作用,加入5%的纳米Al_2O_3后,发泡材料的泡孔密度提高至2.18×107个/cm3,其热导率在纳米Al_2O_3含量为7%时达到0.107 W/(m·K)。     

高强高韧GF／PP复合材料的研究

通过在短玻(GF)增强聚丙烯(PP)中添加聚烯烃弹性体(POE),并用马来酸酐对PP进行接枝交联的方法, 制备了高冲击韧性GF／PP复合材料。在该材料中,短切玻璃纤维的加入大幅度提高了材料的拉伸、弯曲强度,而POE 则通过产生形变等方式,提高了材料的冲击韧性;在其中加入马来酸酐接枝聚丙烯增加界面结合力,可使GF／PP／POE 复合体系表现出良好的综合力学性能,其拉伸强度为51．9 MPa,弯曲强度为68．1MPa,冲击韧性为44．2 kJ／m2。     

Nano-SiO_2/ACR共混物改性PP研究

通过两种不同的混合方法制备了纳米二氧化硅/丙烯酸树脂/聚丙烯(Nano-SiO2/ACR/PP)复合材料。利用共凝聚法制备具有沙袋结构的Nano-SiO2/ACR共混物,其增韧增强改性PP明显效果优于直接加入Nano-SiO2和ACR。当NanoSiO2/ACR/PP/PP-MAH重量比为5/10/80/5时,Nano-SiO2/ACR/PP复合材料拉伸强度、冲击强度及杨氏模量为28.9 MPa、19.1 kJ/m2和1.20 GPa,与基体树脂相比,分别提高了40%、23%和13%。     

滑石粉对聚丙烯/聚烯烃弹性体共混物结晶行为和力学性能的影响

采用双螺杆挤出机制备了均聚聚丙烯(PPH) /聚烯烃弹性体( POE) 共混物和PPH/POE/滑石粉三元共混体系。使用差示扫描量热仪和万能试验机研究了共混物和复合材料的结晶性能、力学性能和加工性能。结果表明,POE对PPH力学性能和结晶性能有明显的影响,随着POE用量的增加,PP/POE共混物的结晶度明显下降,PPH/POE 共混物的冲击强度明显提高,但拉伸强度显著降低。POE含量为20 %时,冲击强度由2.1 kJ/m2提高到39 kJ/m2,拉伸强度由30 MPa 降低到22MPa。加入滑石粉可以提高PPH/POE共混物的拉伸强度,滑石粉添加量1份时,可使共混物的拉伸强度提高到24 MPa。     

GF对微发泡PP/GF复合材料力学性能影响

将经过改性的玻璃纤维(GF)以不同的含量加入到聚丙烯(PP)中,在二次开模条件下制备微发泡PP/GF复合材料,分析了不同含量GF对微发泡PP复合材料力学性能的影响。结果表明,GF具有明显的填充增强作用,当GF质量分数为20%时,微发泡PP复合材料的拉伸强度达到50.24 MPa,比未发泡纯PP的提高了59.5%;微发泡材料的冲击强度为7.37kJ/m2,发泡后材料的冲击强度与纯PP的相比提高了93.9%;发泡后材料密度相对于未发泡的显著下降。