热塑性木薯淀粉/PVA/SiO_2复合材料的加工行为与力学性能研究

通过熔融法制备热塑性木薯淀粉(TPS)/聚乙烯醇(PVA)/二氧化硅(SiO_2)复合材料,并研究复合材料的加工性能和力学性能。结果表明,随着SiO_2用量增加,TPS/PVA/SiO_2复合材料的拉伸强度先上升后下降,当SiO_2用量为2份时复合材料的拉伸强度最高达到22.65 MPa;TPS/PVA-1799/SiO_2复合材料的拉伸强度高于TPS/PVA-1788/SiO_2复合材料的;经过表面改性的SiO_2有利于提高TPS/PVA/SiO_2复合材料拉伸强度。随着SiO_2用量的增加,TPS/PVA/SiO_2复合材料的塑化时间缩短,塑化扭矩和平衡扭矩增加。随着甘油用量的增加,复合材料的塑化时间、塑化扭矩和平衡扭矩均降低;添加PVA-1788和表面处理后SiO_2有利于提高TPS/PVA/SiO_2复合材料的塑化性能。     

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ε-己内酯/二氧化硅纳米复合材料的制备与性能研究

采用熔融共混法制备了聚ε-己内酯(PCL)/二氧化硅(SiO_2)纳米复合材料,研究了SiO_2含量对复合材料微观形貌、流变行为、静态和动态力学性能以及生物降解性能的影响,并分析了其作用机理。结果表明,随着SiO_2含量的增加,PCL/SiO_2纳米复合材料中细小的第二相粒子的含量逐渐增多,且当SiO_2含量超过3%(质量分数,下同)时,第二相粒子的团聚现象较为显著;随着复合材料中SiO_2含量的增加和温度的升高,PCL/SiO_2纳米复合材料基体的线性黏弹区有所减小;PCL/SiO_2纳米复合材料的流变逾渗阈值在7%~9%之间;SiO_2含量从0增加至9%时,复合材料的拉伸强度和弹性模量均呈现先增加后降低的趋势,当SiO_2含量为3%时复合材料的拉伸强度达到最大值,当SiO_2含量为7%时弹性模量达到最大值;随着SiO_2含量的增加,PCL/SiO_2纳米复合材料的降解速率呈逐渐升高的趋势,且降解均通过表面逐层浸蚀的方式进行。     

PP/POE/CaCO_3复合材料的性能研究

采用熔融共混工艺制备了聚丙烯/聚烯烃弹性体/碳酸钙(PP/POE/CaCO3)复合材料,研究了POE及CaCO3用量对复合材料力学性能、流变性能及热性能的影响。结果表明:随着POE含量的增加,复合材料的冲击强度显著增大,当POE含量为12%时,冲击强度较纯PP增加233%;同时拉伸强度随POE含量的增加缓慢下降。随着CaCO3含量增加,冲击强度先增加后缓慢下降。     

纳米二氧化硅协同TPU增强ABS制备三元3D打印复合材料及其性能研究

将纳米二氧化硅(SiO_2)加入到丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)/热塑性聚氨酯(TPU)二元体系中,制备纳米SiO_2增强的ABS/TPU三元复合材料,通过傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、热变形温度(HDT)、冲击性能和线性尺寸收缩率测试等研究不同含量SiO_2对ABS/TPU合金耐热性和力学性能影响。结果表明,ABS/TPU复合材料的熔体流动速率随着纳米SiO_2含量的增加而呈下降。SiO_2-ABS/TPU复合材料的拉伸强度和断裂伸长率与ABS/TPU合金没有明显的差异,而复合材料的冲击强度有较大提高,当SiO_2含量为2%时,复合材料的冲击强度达到最大值,较ABS/TPU提高了65. 5%。热性能分析表明,SiO_2的加入使复合材料的热变形温度和维卡软化温度提高,线性尺寸收缩率降低,提高了复合材料的热稳定性,克服了ABS作为3D打印耗材的收缩易变脆、易翘曲的缺点。     

PBS/纳米SiO_2改性聚乳酸

为了提高聚乳酸(PLA)的综合性能,采用聚丁二酸丁二酯(PBS)、经过改性的纳米SiO_2对PLA进行共混改性。并通过γ―氨丙基三乙氧基硅烷(TPA)对纳米SiO_2进行表面改性。然后采用物理共混法,以PBS、改性后的纳米SiO_2为改性剂,聚乙烯蜡(PEW)为润滑剂,聚乙二醇(PEG)为增塑剂改性PLA,对改性后共混物的耐热性、力学性能和流变性能进行分析。结果表明,改性的纳米SiO_2加入量为1.5份时,PLA的综合力学性能最好,其拉伸强度为62.2MPa,冲击强度为14.2 kJ/m~2。PBS和纳米SiO_2的加入并未使PLA复合物的热性能和加工性能降低,反而使PLA复合物的熔点略有升高,其平衡转矩均在10 N·m左右。     

聚丁二酸丁二酯/丙三醇增塑淀粉的制备及性能

用丙三醇增塑玉米淀粉制备热塑性淀粉,采用熔融共混法制备了聚丁二酸丁二酯(PBS)/丙三醇增塑玉米淀粉(GTPS)复合材料。用红外光谱(FTIR)、宽角-X射线衍射(WXRD)、扫描电镜(SEM)等方法研究了复合材料的相容性、结晶性能、力学性能、微观形貌及降解性能。结果表明:加入淀粉未改变PBS的晶型;丙三醇对淀粉的塑化只发生在淀粉的非晶区;加入淀粉,PBS的拉伸强度、断裂伸长率降低,冲击强度上升;随丙三醇含量上升,体系的力学性能下降。     

耐热PVC/SMA制备与性能研究

将PVC/SMA共混物进行制样检测并分析其力学性能、塑化性能、流变性能。结果表明:SMA添加量为10%时,共混体系拉伸强度提高至53.16 MPa,当SMA添加量为20%时,共混体系拉伸强度下降至41.54 MPa;共混体系冲击强度随SMA添加量的增加而下降;共混体系维卡软化点随SMA添加量的增加而提高,当SMA添加量为20%时,共混体系维卡软化点为87.2℃;转矩流变测试表明,共混体系具有较好的加工性能;旋转流变仪测试表明,共混体系的储能模量与维卡软化点趋势相符,而复数黏度与转矩流变平衡扭矩的变化趋势一致,均随着SMA添加量的增加而减小,这都证明共混体系具有良好的塑化性能、加工性能以及耐热性。     

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。     

α-磷酸锆对热塑性淀粉塑料的改性研究

通过挤出注塑工艺制备了α-磷酸锆(α-Zr P)改性的热塑性淀粉塑料,研究了不同含量的α-Zr P对其拉伸强度、冲击强度、耐水及转矩流变性能的影响。结果表明,当α-Zr P含量为0.2%时,淀粉塑料的拉伸强度从未加时的1.94 MPa达到最高的4.5 MPa,断裂伸长率有所下降;冲击强度由50.4 k J/m2增加到55.32 k J/m2;表面接触角由46.34°增加到70.46°,耐水性改善明显;转矩流变曲线表明此时具有较高的峰值扭矩,加工性能有所下降。     

CPVC/ASA二元共混体系性能研究

研究了氯化聚氯乙烯/丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物（CPVC/ASA）共混体系的力学性能、耐热性能、流变性能和微观结构。结果表明,随着ASA含量的增加,CPVC/ASA共混体系的拉伸强度和耐热性能下降,而悬臂梁缺口冲击强度较CPVC有较大提高;塑炼过程中,CPVC/ASA共混体系熔体的平衡扭矩大大降低,稳定性增强;当ASA含量为30份时共混体系各项性能最佳,冲击强度为11.18 kJ/m2,拉伸强度为48.64 MPa,维卡软化点为105.4 ℃,平衡扭矩为21.4 N·m,较纯CPVC的平衡转矩降低了7 N·m。     

SMA-g-VC共聚物的合成与性能

通过在氯乙烯单体悬浮聚合过程中加入苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA),合成苯乙烯-马来酸酐接枝氯乙烯共聚物(SMA-g-VC),使其耐热性能、力学性能以及流变性能高于PVC/SMA共混体系,克服了共混体系冲击强度大幅下降的缺点,通过拉伸试验机、红外、旋转流变、维卡软化点等对其力学性能、结构特征、流变性、耐热性能与PVC/SMA共混体系对比分析,结果表明:SMA-g-VC共聚物在1 640 cm~(-1)以及3 236 cm~(-1)处出现新的红外吸收峰,拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度、维卡软化点均比共混体系高,且其加工流变性能更好、塑化时间更短。     

TPS/LDPE/纳米SiO_2材料结构与性能

以天然高分子木薯淀粉为研究对象,低密度聚乙烯(LDPE)和纳米二氧化硅(SiO_2)为改性材料,甘油为增塑剂,通过熔融法制备了热塑性木薯淀粉(TPS)/LDPE/纳米SiO_2复合材料,研究了复合材料的塑化性能、力学性能、结晶性能、热稳定性和微观结构。结果表明:纳米SiO_2能提高TPS/LDPE复合材料塑化性能,更容易进行加工;随着纳米SiO_2用量的增加,复合材料的拉伸强度降低、断裂应变增加,复合材料的熔融焓、结晶度减小,热降解温度提高;纳米SiO_2的加入使得复合材料的球晶变得更细密,改变了复合材料的晶型;当纳米SiO_2用量为2份(质量份)时在复合材料中分散较好,但随着纳米SiO_2用量的增加会发生团聚现象。     

六偏磷酸钠直接交联改性热塑性淀粉塑料

将六偏磷酸钠(SHMP)直接与淀粉和甘油混合,通过挤出注塑工艺制备了SHMP交联改性的热塑性淀粉塑料(TPS),研究了SHMP添加量对TPS拉伸强度、冲击强度、耐水性能及转矩流变性能的影响。结果表明,当SHMP含量为6%时,淀粉塑料的拉伸强度最高,达到3.75 MPa,断裂伸长率为190%;冲击强度比TPS略有下降;表面接触角由46.34°增加到76.12°,耐水性明显改善;转矩流变曲线表明,此时峰值转矩适中,有利于加工成型。     

PP/Nano-SiO_2复合材料的制备及性能研究

通过熔融共混法制备了聚丙烯/纳米二氧化硅(PP/nano-SiO2)复合材料,并研究了该复合材料的力学性能、热性能和动态流变性能。结果表明:当nano-SiO2用量不大于2%时,随着其用量的增加,复合材料的拉伸强度和冲击强度均呈先升后降趋势,但都高于纯PP的拉伸强度和冲击强度;复合材料的分解温度高于纯PP;复合材料熔体呈现剪切变稀现象,具有假塑性流体的特征,且随着nano-SiO2用量的增加,复合材料的复数黏度、储能模量、损耗模量均逐渐提高,但在低频区和高频区的变化幅度不同。     

聚碳酸亚丙酯/热塑性氧化淀粉的流变、形态和性能

采用熔融共混的方法制备了马来酸酐接枝聚碳酸亚丙酯(PPCMA)/热塑性淀粉(TPS)、PPCMA/热塑性氧化淀粉(TPOS)和PPCMA/ DL-TPOS(铝酸酯预处理的TPOS)复合材料,研究淀粉的氧化以及偶联剂的加入对PPC复合材料流变、形态和性能的影响。加入淀粉后的PPC复合材料拉伸强度有较大提高,红外光谱结果显示淀粉和PPCMA之间形成了氢键作用,这可能是力学性能提高的主要原因;热塑性氧化淀粉与PPCMA基材的界面相容性提高,PPCMA/TPOS复合材料的力学性能、储能模量、损耗模量和复数黏度均高于PPCMA/TPS复合材料;铝酸酯对TPOS的预处理促进了TPOS在PPCMA中的分散,提高了复合材料的拉伸强度,在PPCMA/DL-TPOS体系中,当DL-TPOS含量为40%(质量分数)时拉伸强度达到最大值,与PPCMA相比,提高了4.6倍。     

PP／废旧橡胶／SBS复合材料的制备和力学性能研究

通过磨盘型力化学反应器制备PP/废旧橡胶(WTR)复合粉体，然后与SKS共混制备PP/WTR/SBS复合材料。研究了材料的力学性能、微观结构和共混物的加工性质。结果表明：当SBS添加量在20％～25％时，PP/WTR/SBS复合材料的力学性能较PP/WTR有了很大的提高，当SBS用量为25％时，断裂伸长率提高了365％，冲击强度提高了73．2％，而体系的拉伸强度基本不变。复合材料冲击断面的形貌和复合体系流变性能研究结果表明：磨盘碾磨可有效改善各组分间的混合性能，提高相容性并有效改善材料的加工性能。     

丁腈橡胶改性聚丙烯体系力学与亲水性能的研究

通过DSC,SEM,力学性能,流变性能和与水接触角测试,研究了氯化聚丙烯(CPP) 增容聚丙烯 丁腈橡胶(PP NBR)体系的力学性能和亲水性能。研究结果表明:在CPP含量不变的情况下,随着NBR含量的增加,PP NBR共混体系的韧性增强,冲击强度和断裂伸长率提高,拉伸强度和模量下降,表面亲水性能增大;在NBR和CPP总含量不变的情况下,当CPP含量增加到一定程度后,共混体系的冲击强度开始下降。     

PET/n-SiO2复合材料力学和流变性能的实验研究

将纳米级二氧化硅和PET均匀混合制造复合材料,用万能电子拉力机对PET/n-SiO2复合材料的力学性能进行了测试。测试结果表明适当加入纳米二氧化硅,复合材料拉伸强度有明显提高,且纳米二氧化硅添加量在2.0 wt%时力学性能最佳。利用德国BRUKER公司的TENSOR27型傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)对复合材料的结构进行分析。结果表明PET在成型过程中没有发生氧化或其它化学变化。利用转矩流变仪对复合材料的流变性能进行测试,测试结果表明其加工性能良好。     

纳米二氧化硅/淀粉/聚乳酸三元复合材料力学性能研究

主要是对淀粉进行增韧改性,研究共混改性后对力学性能的影响。首先是制备不同含量的淀粉/聚乳酸共混材料,通过双螺杆挤出机进行挤出、造粒,在通过注塑机将共混材料注塑成样条,对注塑的样条进行力学性能测试,检测其拉伸强度、断裂伸长率。选出性能做好的一组材料,得到最佳的加工工艺。研究结果表明:在淀粉/聚乳酸共混体系中,随着偶联剂与纳米二氧化硅的增加,共混体系出现了曲线形的变化,随着聚乳酸含量的增加断裂伸长率升高再降低,由此得到了偶联剂、纳米二氧化硅的最佳配比,淀粉与甘油含量的最佳配比。由力学性能得到淀粉材料通过改性后的力学性能优于没有改性前,有明显的断裂伸长率,缓解了全淀粉断裂伸长率低的特点。