高密度聚乙烯/植物纤维复合材料性能研究

采用双螺杆挤出机制备了一系列的高密度聚乙烯(PE–HD)/木粉(WF)和PE–HD/秸秆粉(SF)复合材料,研究了马来酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)及丙烯酸酯接枝聚乙烯(PE-g-AE)的用量对复合材料的拉伸性能、冲击性能和熔体流动速率(MFR)的影响,并对PE–HD/WF与PE–HD/SF复合材料的性能进行了比较。结果表明,PEg-MAH和PE-g-AE均可增韧PE–HD/WF和PE–HD/SF复合材料,PE-g-AE的增韧效果总体上优于PE-g-MAH;PE-g-MAH和PE-g-AE降低了PE–HD/WF复合材料的拉伸强度,但对PE–HD/SF复合材料有一定的增强作用;PE-g-MAH和PE-g-AE可在一定程度上提高PE–HD/WF复合材料的MFR,而PE–HD/SF复合材料的MFR总体上随PE-g-AE用量增加而增大,随PE-g-MAH用量增加而减小;在PE-g-AE作用下,除拉伸强度外,PE–HD/SF复合材料的冲击强度、断裂伸长率、MFR总体上均高于PE–HD/WF复合材料;当PE-g-AE的用量为其与PE–HD总质量的5%时,PE–HD/SF复合材料的综合性能最佳。     

不同弹性体增韧聚甲醛的研究

以丙烯酸酯类弹性体(KT–28)和热塑性聚氨酯(PUR-T)为增韧剂,通过熔融共混法对聚甲醛(POM)进行增韧改性,研究了这2种增韧剂含量对POM熔体流动速率(MFR)、韧性和拉伸强度的影响。结果表明,随KT–28和PUR-T含量的增加,POM的MFR和拉伸强度逐渐降低,缺口冲击强度和断裂伸长率逐渐升高;KT–28增韧POM的MFR低于PUR-T增韧POM,表明KT–28与POM的相容性比PUR-T更好;POM/KT–28的缺口冲击强度和断裂伸长率均高于POM/PUR-T,且当增韧剂质量分数低于12%时,KT–28对POM拉伸强度的劣化影响比PUR-T的小,同时KT–28具有比PUR-T更低的价格成本,是一种增韧效果好且价格低廉的POM增韧剂。     

熔体拉伸PE–HD和PE–LLD薄膜的制备及性能

以高密度聚乙烯(PE–HD)和线型低密度聚乙烯(PE–LLD)树脂为原料,采用转矩流变仪,借助熔体拉伸法制备了具有取向结构的PE–HD膜和PE–LLD膜。利用偏光显微镜、傅立叶变换红外光谱、差示扫描量热、小角激光散射及力学性能测试分析不同熔体拉伸速率下PE–HD膜和PE–LLD膜的结构与性能变化情况。结果表明,熔体拉伸速率越高,PE–HD膜和PE–LLD膜的相对取向度越高,快速拉伸PE–HD膜和PE–LLD膜的相对取向度分别为2.043和1.556;熔体拉伸速率对PE–HD膜和PE–LLD膜的结晶温度影响不大,两种膜具有显著的结晶性,PE–HD膜的结晶性更好;随熔体拉伸速率的提高,PE–HD膜和PE–LLD膜的拉伸屈服应力和拉伸弹性模量提高,断裂伸长率降低,总体上看,PE–LLD膜的断裂伸长率较PE–HD膜高,而拉伸强度较PE–HD膜低。     

DCP对动态硫化阻燃PE–HD/EPDM性能的影响

将过氧化二异丙苯(DCP)添加到碱式碳酸镁阻燃高密度聚乙烯/三元乙丙橡胶(PE–HD/EPDM)体系中,采用动态硫化法制备了阻燃PE–HD/EPDM材料。利用热重–差示扫描量热法分析了阻燃PE–HD/EPDM的热稳定性,扫描电子显微镜观察了阻燃PE–HD/EPDM的微观形貌,研究了DCP含量对阻燃PE–HD/EPDM性能的影响。结果表明,DCP的质量分数为1.0%时,阻燃PE–HD/EPDM材料的拉伸强度为9.7 MPa,断裂伸长率为1.2%,缺口冲击强度为39.5 kJ/m2,极限氧指数为30.8%;加入DCP后,PE–HD/EPDM材料的吸热峰有所滞后、燃烧炭层更为致密。     

玻璃纤维增强尼龙复合材料新型增韧剂研究

以马来酸酐接枝反式-1,4-聚异戊二烯(TPI-g-MAH),马来酸酐接枝乙烯–辛烯共聚物(POE-g-MAH)、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶(EPDM-g-MAH)和马来酸酐接枝氢化苯乙烯–丁二烯–苯乙烯共聚物(SEBS-g-MAH)为增韧剂,以质量分数为15%的玻璃纤维(GF)为增强剂,通过双螺杆挤出机制备了一系列增韧型GF增强尼龙(PA)6复合材料,研究了增韧剂种类及含量对复合材料力学性能和熔体流动速率(MFR)的影响。结果表明,随着增韧剂含量的增加,复合材料的缺口冲击强度逐渐上升,拉伸强度、弯曲强度和MFR逐渐下降;其中,EPDM-g-MAH对复合材料的增韧效果最好,TPI-g-MAH和POE-g-MAH次之,SEBS-g-MAH的增韧效果最差;当增韧剂质量分数均为10%时,TPI-g-MAH增韧的复合材料的缺口冲击强度与EPDM-g-MAH增韧的已相差不大,且相对于其它增韧剂,TPI-g-MAH增韧的复合材料的拉伸强度、弯曲强度和MFR下降幅度最小。综合可知,TPI-g-MAH对GF增强PA6复合材料增韧效果明显且对其强度和MFR影响最小,是一种新型高效的增韧改性剂。     

纳米CaCO_3对PE–HD/CF复合材料力学性能的影响

针对高密度聚乙烯(PE–HD)/碳纤维(CF)二元复合材料随CF含量的增加,拉伸强度和弯曲强度增大、冲击强度却逐渐下降的情况,在二元体系中添加纳米CaCO3制得PE–HD/CF/CaCO3三元复合材料,对比分析了两种复合材料的力学性能,并采用扫描电子显微镜对三元复合材料的冲击断面进行观察。结果表明,纳米CaCO3的加入使得三元复合材料的拉伸强度略有降低,但弯曲强度和冲击强度在一定范围内增大;当纳米CaCO3含量为10份时,复合材料的综合力学性能最佳。     

聚乳酸/聚乙烯复合材料的制备与性能

通过熔融共混的方法制备了不同PE含量的PLA/PE复合材料，研究了PE含量对复合材料的力学性能、熔融与结晶行为、耐热性能、动态流变性能与微观结构的影响。结果表明，随着PE含量的增加，复合材料的拉伸强度、拉伸模量降低，复合材料的断裂伸长率、冲击强度得到提升，当PE含量为90%时，复合材料的断裂伸长率达到614.9%,与PLA相比，提高了92倍，试样无法冲断，材料的抗冲击韧性得到显著提高，PE使PLA结晶性能和结晶度提高，维卡软化点温度提升，当PE含量为90%时，复合材料的维卡软化点温度为85.3℃,与PLA相比，提高了44.3%,复合材料的耐热性和热稳定性显著提升，复合材料的复数黏度明显增大，PE的加入影响了PLA大分子链的松弛过程。     

基于DIC系统的PE-HD力学性能

基于数字图像相关法(DIC)研究了加载速率和汽油浸泡时间对高密度聚乙烯(PE–HD)材料拉伸性能的影响。实验表明,PE–HD材料的屈服应力随加载速率的增加而增加,但随加载速率的增大,其对屈服应力的影响逐渐减小;断裂伸长率随加载速率的增加明显减小;屈服应变不随加载速率的改变而改变;计算出各加载速率下材料的拉伸弹性模量大小。经汽油处理过的PE–HD屈服应力和拉伸弹性模量随浸泡时间快速下降随后趋于稳定,材料的强度降低到一个稳定的值。     

粉煤灰填充母料对HDPE复合材料性能的影响

采用同向双螺杆挤出机制备了改性粉煤灰填充母料,研究了粉煤灰用量、载体树脂种类和分散剂用量对填充母料熔体流动性能的影响,并探讨了填充母料对高密度聚乙烯(HDPE)复合材料性能的影响。同时,通过差示扫描量热分析(DSC)和热重分析(TG)考察了粉煤灰母料及其填充HPDE复合材料的热性能。结果表明:高熔体流动速率(MFR)的载体树脂有利于粉煤灰母料流动性的提高;随着粉煤灰用量的增加,母料的MFR逐渐减小;随着PE蜡用量的增加,母料的MFR逐渐增大,而当PE蜡用量超过6%后,母料的MFR不再发生明显变化;随粉煤灰母料(粉煤灰含量75%)填充量的增加,HDPE复合材料的拉伸强度和弯曲强度先增大后减小,而断裂伸长率则呈不断下降趋势;少量粉煤灰母料的加入能提高HDPE复合材料的冲击强度,而当粉煤灰母料填充量超过5%后,复合材料的冲击性能下降;填充母料的加入对HDPE结晶熔融行为的影响不大,但使材料的热稳定性有所提高。     

MCPA–聚醚嵌段共聚物/MoS_2复合材料的制备及性能研究

用原位聚合法制备了单体浇铸尼龙(MCPA)–聚醚嵌段共聚物/MoS2复合材料,并对其性能进行了表征。结果表明,聚醚和MoS2配合使用,可显著降低MCPA的磨耗体积并大幅度提高MCPA的断裂伸长率和缺口冲击强度,但会使MCPA的拉伸强度和硬度降低;随MoS2用量增加,复合材料的拉伸强度先升后降,断裂伸长率逐渐下降,缺口冲击强度、硬度、密度和磨耗体积基本没有变化。当MoS2质量分数为0.5%、聚醚预聚体的质量分数为8%时,复合材料具有最好的韧性和耐磨性。     

硅烷偶联剂对PE-HD基木塑复合材料力学性能的影响

采用乙烯基三乙氧基硅烷对稻壳粉进行表面处理,然后在过氧化二苯甲酞（BPO）引发剂的作用下与高密度聚乙烯（PE-HD）混合挤出制备了PE-HD/稻壳粉复合材料。对复合材料进行力学性能测试和熔体流动速率测定,并对硅烷接枝PE-HD粒子进行红外光谱分析,同时利用扫描电子显微镜分析偶联剂处理对复合材料微观形貌的影响。结果表明,偶联剂的加入,降低了熔体流动速率,使得木塑复合材料各组分的分散性和相容性得到了改善;当偶联剂、PE-HD和稻壳粉的质量比为1∶100∶50时,复合材料的力学性能最佳,其中弯曲强度相对于未加偶联剂的复合材料提高了32.24 ％,冲击强度提高了140 ％;稻壳粉的增加,降低了熔体流动速率,提高了复合材料的弯曲强度,降低了拉伸强度、冲击强度和断裂伸长率;乙烯基三乙氧基硅烷已经熔融接枝在PE-HD分子上。     

PP/PE-g-MAH/蛋壳粉复合材料的性能研究

采用双螺杆挤出机制备了一系列不同配方的聚丙烯/马来酸酐接枝聚乙烯/蛋壳粉复合材料,研究了蛋壳粉用量对复合材料拉伸强度、冲击强度、断裂伸长率、硬度、维卡软化温度、熔体流动速率(MFR)的影响.结果表明,随着蛋壳粉用量的增加,复合材料的拉伸强度先增加后降低,冲击强度、断裂伸长率逐渐减小,硬度逐渐增加;随着蛋壳粉用量的增加,...     

木质填料种类及含量对木塑复合材料性能的影响

研究了木质填料的种类和含量对木塑复合材料性能的影响。实验发现:随着木粉、竹粉含量的提高,复合材料的拉伸强度、维卡软化温度、弯曲强度和弯曲模量都得到了较大幅度的提高,冲击强度、断裂伸长率和熔体流动速率有所下降。不同粒径和不同种类的木质填料对复合材料的力学性能也有明显的影响,以100目木粉制得复合材料的性能最好,DSC实验数据分析表明:木粉、竹粉含量的变化对复合材料体系的熔融温度有影响;SEM扫描冲击断口形貌表明:相容剂能够有效改善木粉与HDPE界面的相容性,提高界面黏合力,从而使复合材料的性能得到提高。     

挤出工艺及螺杆组合对膨胀阻燃PP性能的影响

利用无卤膨胀阻燃剂对聚丙烯(PP)进行改性,研究了不同挤出工艺参数(温度、螺杆转速、喂料量)及螺杆组合对无卤膨胀阻燃PP材料性能[熔体流动速率(MFR)、力学性能、阻燃性能、颜色等]的影响。结果表明,随着喂料量的增加,材料的MFR、断裂伸长率和缺口冲击强度总体呈下降趋势,适宜的喂料量为60 kg/h;随着螺杆转速的增加,材料的MFR逐渐提高,断裂伸长率、缺口冲击强度和极限氧指数呈现先增加后降低的趋势,材料颜色逐渐变黄;随着挤出温度升高,材料的断裂伸长率和缺口冲击强度呈现先升高后降低的趋势;使用弱剪切螺杆组合时阻燃剂分散性能较差,使用集中强剪切螺杆组合时容易导致材料降解,使用分散多段剪切的螺杆组合时,材料的断裂伸长率、缺口冲击强度提升显著,分别比弱剪切螺杆组合生产的材料提高了80%和40.5%。当喂料量为60 kg/h、螺杆转速为500 r/min、挤出温度为180~200℃并采用分散多段剪切的螺杆组合时,无卤膨胀阻燃PP材料的综合性能最优。     

竹粉目数对竹塑复合材料性能的影响

采用不同目数的竹粉制备竹塑复合材料,研究其对于复合材料性能的影响。结果表明:140目竹粉制备竹粉/聚丙烯复合材料具有最高的拉伸强度、断裂伸长率和流动速率;随着竹粉目数的变大,材料的弯曲和冲击强度逐渐降低;竹粉目数对于材料硬度没有明显的影响。     

废胶粉填充改性PP复合材料

采用熔融挤出共混的方法,选用三种废胶粉填充聚丙烯(PP),制备了PP/废胶粉复合材料,研究了废胶粉质量分数对复合材料力学性能的影响.结果表明:废旧三元乙丙橡胶粉可明显提高复合材料冲击强度和拉伸断裂应变,当其质量分数为60%时,简支梁缺口冲击强度可提高33%,拉伸断裂应变增大了26%,有显著的增韧效果:废旧杂胶粉的加入使...     

废旧轮胎胶粉/PP复合材料的研究

研究了不同含量的废旧轮胎胶粉对聚丙烯力学性能的影响,并采用脱硫、自由基聚合反应改善两相的相容性。结果表明：加入未经处理的胶粉时,复合材料拉伸强度和断裂伸长率随着胶粉含量的增加而降低。当胶粉含量为70 ％(质量分数,下同)时,拉伸强度由37 MPa降至7 MPa,断裂伸长率由108 ％降至35 ％左右。冲击强度随着胶粉含量的增加呈现先升后降趋势,当胶粉含量为20 ％时,冲击强度达到14 kJ/m2。加入处理后的胶粉,拉伸强度随胶粉含量的增加而降低的趋势变缓。冲击强度和断裂伸长率随着胶粉含量的增加呈现先升后降趋势。胶粉含量为30 ％时,冲击强度可达18.5 kJ/m2,断裂伸长率约为320 ％.     

Effect of maleated polypropylene and impact modifiers on the morphology and mechanical properties of PP/Mica composites

Composites of polypropylene (PP) with mica powder and impact modifiers were produced by internal mixer. A major drawback in the use of mica‐filled PP is its low impact resistance. In the present study, the effect of the maleated PP (MAPP) and impact modifiers was evaluated on the composite properties separately and together. Thus, two different styrene‐ethylene/butylene‐styrene triblock copolymers (SEBS) and one ethylene‐propylene‐diene terpolymer (EPDM) have been used as impact modifiers in the PP‐mica composites. Addition of MAPP had a negative effect on the composite notched impact strength and elongation at break but had a positive effect on tensile strength when used together with impact modifiers. All three elastomers increased the impact strength of the PP‐mica composites but the addition of maleated SEBS (SEBS‐MA) granted the greatest improvement in impact strength. It was inferred from the scanning electron microscopy that SEBS‐MA had a stronger interaction with mica surface than the other impact modifiers. POLYM. COMPOS., 27:614–620, 2006. © 2006 Society of Plastics Engineers     

玻纤增强ABS复合材料的研究

以短切玻璃纤维为改性填料,对通用ABS进行共混改性。结果表明:ABS 玻纤复合材料的拉伸强度、弯曲强度、硬度以及热变形温度都随共混体系中玻纤含量的增加而显著提高,而材料的冲击强度和断裂伸长率却随之下降。此外,玻纤的长径比和共混挤出温度对材料的机械性能也有很大的影响。     

PP/碳纤维纸夹芯“三明治”复合材料性能

以碳纤维纸(CFP)作为芯材,聚丙烯(PP)作为皮材,用平板硫化机热压制成PP–CFP–PP"三明治"式复合材料,并测试了复合材料的各项力学性能。结果表明,加入CFP后复合材料的力学性能总体上有所改善,针对不同PP基体、CFP对复合材料力学性能的改善方式有所不同,对基材本身强度/刚度小的复合材料增强/增刚效果明显,而对于基材本身强度/刚度大的复合材料,加入CFP后其断裂伸长率、无缺口冲击强度提高明显,同时复合材料的缺口冲击强度有所降低。