PVB／纳米TiO2复合材料的制备和表征

制备了不同聚乙烯醇浓度的聚乙烯醇缩丁醛（PVB），利用偶联剂和超声波分散法对纳米二氧化钛（TiO2）进行了表面处理，用共混法制备了PVB／纳米TiO2复合材料。采用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜等表征了复合材料的红外吸收性能、光学性能、结构和微观形貌，测试了复合材料的力学性能。结果表明：由于纳米TiO2粒子的加入，复合材料的韧性得到明显提高，其断裂伸长率为纯PVB的6-8倍左右，同时使PVB／纳米TiO2复合材料具有良好的紫外线屏蔽性能。     

HIPS/纳米TiO2的分散及光老化性能研究

研究了纳米TiO2粒子在高抗冲聚苯乙烯(HIPS)／纳米TiO2复合材料中的分散及纳米TiO2对复合材料光老化性能的影响，探讨了复合材料的光老化机理。结果表明，通过两步法熔融共混，可得到纳米粒子均匀分散的复合材料；纳米TiO2质量分数为1.O％时，复合材料的综合力学性能最好，纳米TiO2对HIPS具有一定的增韧效果；经氙灯加速光老化后，HIPS／纳米TiO2复合材料的力学性能明显优于纯HIPS样品。纳米TiO2可显著提高复合材料的抗光老化能力。     

新型纳米光触媒剂二氧化钛改性聚丙烯的研究

采用一种新型的纳米光触媒剂二氧化钛(TiO2)来改性聚丙烯(PP)，将无机纳米粒子通过熔融共混方法与PP复合制备了纳米TiO2／PP复合材料，利用透射电子显微镜(TEM)观察纳米粒子在聚丙烯基体中的分散效果，研究了纳米TiO2／PP复合材料的力学性能和抗菌性能。实验结果表明，填充量较少时纳米TiO2在PP基体中能够实现良好的分散。力学性能测试结果表明，填加质量分数为1％的纳米TiO2可以明显提高PP材料的抗冲击性能；纳米粒子质量分数在0～1％范围内对复合材料的拉伸强度几乎没有影响；而随着纳米光触媒剂TiO2的加入，PP具有良好的杀菌作用，并且随着TiO2含量的增加，复合材料的抗菌性能呈明显提高趋势。     

纳米TiO2的表面处理及聚丙烯／TiO2复合体系的研究

通过多种方法对纳米TiO2粒子进行了表面处理，深入探讨了纳米粒子的分散机理。制备了PP／TiO2复合材料，对此复合材料进行了力学性能测试和结构表征，讨论了分散度和复合材料性能的关系。结果表明：通过熔融共混法可以将经适当表面处理的纳米TiO2粒子均匀地分散在聚丙烯中，纳米TiO2粒子在4％用量时可以使聚丙烯的缺口冲击强度提高1倍，同时其拉伸强度也有很大提高。     

MC尼龙6/纳米TiO2原位复合材料性能研究

通过阴离子原位聚合法制备了MC尼龙6／纳米TiO2复合材料，采用透射电子显微镜观察了纳米TiO2在复合材料中的分散形态，并研究了纳米TiO2含量对复合材料的热稳定性和力学性能的影响。结果表明：在纳米TiO2质量分数低于2％时，纳米TiO2能较均匀地分散在复合材料中，对复合材料同时具有增强和增韧的作用；纳米TiO2的加入提高了复合材料热稳定性，使MC尼龙6的起始降解温度提高2～3℃，最大失重速率温度大幅度提高，并随纳米TiO2用量的增加而升高。     

制样方法对SiO2/PA6复合材料基体PA6结晶熔融行为的影响

采用差示扫描量热法(DSC)研究了原位聚合法和熔融共混法制样方法对纳米SiO2/PA6纳米复合材料结晶熔融行为的影响,结果表明:通过阴离子原位聚合法制备的纳米复合材料,由于采用超声波分散技术,纳米粒子在基体的分散性好。随着纳米粒子含量的升高,纳米粒子的诱导成核能力增强;熔融共混法制得复合材料中,SiO2在机械力的剪切作用下,很难均匀地分散,多以团聚体的形式存在,在PA6基体结晶时,结晶成核的条件相匹配,有较强的成核效应,纳米粒子的含量影响不大。     

MC尼龙6/TiO2原位纳米复合材料的制备及表征

利用阴离子原位聚合法制备了铸型尼龙6(MC尼龙6)／TiO2原位纳米复合材料,并对其结构与性能进行了表征。透射电子显微镜观察表明,TiO2以纳米级均匀分散于MC尼龙6中,其含量小于1份时近乎单分散,大于1份时则开始团聚。差示扫描量热法和X射线衍射法分析结果表明,纳米TiO2对MC尼龙6的结晶起到了异相成核作用,提高了MC尼龙6的结晶温度,但不改变MC尼龙6的α晶型结构;退火处理结果表明,高温退火或加入纳米TiO2,都有利于MC尼龙6基体中α晶型的生成,加快γ晶向α晶的转变。热重分析和力学性能测试表明,纳米TiO2提高了复合材料的热稳定性,其拉伸强度、冲击强度等也得到了不同程度的提高。     

TiO2分散对HIPS/纳米TiO2复合材料性能影响

用透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）及电子能谱（EDS）表征了高抗冲聚苯乙烯（HIPS）基体中纳米TiO2粒子的分散，研究了HIPS／纳米TiO2复合材料中纳米粒子的分散对复合材料力学性能的影响。结果表明，EDS可较好地表征纳米TiO2的分散行为；在纳米HIPS／TiO2复合体系中，当纳米TiO2质量分数为1．0％时，纳米粒子在复合材料中呈较均匀分散，对HIPS基体起着提高强度和韧性的作用；随着纳米TiO2含量的提高，纳米粒子发生明显团聚，对HIPS的增强增韧作用减弱；TEM，SEM及EDS结合使用，可较好地表征纳米粒子在复合材料的分散行为。     

PP/纳米TiO2复合材料的晶体形貌和非等温结晶行为

用熔融共混法制备了聚丙烯（PP）/纳米TiO2复合材料,用透射电子显微镜、偏光显微镜、差示扫描量热仪和广角X射线衍射仪对其纳米粒子分散性、晶体形貌和非等温结晶行为进行了研究。结果表明,纳米TiO2以纳米级尺寸均匀分散于PP基体中;130 ℃冷却和室温冷却时,PP/纳米TiO2复合材料的晶粒比纯PP的细,并且随着纳米TiO2含量的增加,PP/纳米TiO2复合材料的晶粒尺寸先减小后增大,纳米TiO2含量为2 %（质量分数,下同）时晶粒最细;纳米TiO2对PP结晶具有加速作用;复合材料的结晶活化能高于纯PP的,并且纳米TiO2含量多且均匀时复合材料结晶活化能高;纳米TiO2含量较少时可诱导较多的β晶生成,当纳米TiO2含量为1 %时,复合材料中β晶含量达到25.2 %。     

核壳结构纳米TiO_2/PU/PMMA复合材料制备及其光催化性能研究

采用纳米TiO2有机化改性、加成及原位乳液聚合,制备了纳米TiO2、聚氨酯(PU)、聚丙烯酸酯(PMMA)的复合材料。透射电镜形貌表明:合成了以纳米TiO2为核,PU与PMMA为壳的核壳结构的复合材料。研究了该复合材料的光催化性能。     

微波辐照对聚丙烯/纳米TiO2复合材料性能的影响

采用熔融共混法制备了聚丙烯（PP）/纳米TiO2复合材料,通过力学性能测试、红外光谱、偏光显微镜、扫面电子显微镜和透射电子显微镜等分析手段研究了微波辐照对PP/纳米TiO2复合材料性能的影响。结果表明,母粒经过微波辐照之后,PP/纳米TiO2复合材料的拉伸强度和屈服强度基本保持不变,断裂伸长率大幅度提高;结晶度提高近20 %,晶粒尺寸变大,但结晶速率并没有改变;红外分析表明,在PP/纳米TiO2复合材料中引入了极性基团,改善了两相的相容性,使复合材料的力学性能提高。     

应用于3D打印技术的ABS/纳米二氧化钛复合材料制备及力学性能研究

以丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)为基体及自制的纳米二氧化钛(nano-TiO2)为改性剂,利用加热混制法制备ABS/nano-TiO2复合材料,混炼时以不同质量分数的nano-TiO2进行混炼。针对复合材料的动态力学性能(储能模量和损耗模量)和静态力学性能(拉伸强度、杨氏模量和硬度),对混制挤压成型的线材及3D打印的试样进行对比分析。通过扫描电子显微镜(SEM)分析可知,二氧化钛粉末为纳米级,能量色散X射线光谱(EDS)分析表明,元素含量和种类与设计一致。结果显示,通过添加nano-TiO2,可以提高ABS的拉伸强度、硬度、储能模量及损耗模量;且随着温度增加,ABS/nano-TiO2复合材料的储能模量降低,而损耗模量增加。研究结果可知,添加nano-TiO2可以提升ABS/nano-TiO2复合材料的力学性能,且经3D打印成型试样的各项性能保持稳定。     

纳米TiO2对环氧树脂及碳纤维增强复合材料力学性能的影响

利用超声波技术将纳米TiO2在环氧树脂中进行分散,考察了纳米TiO2含量对环氧树脂及碳纤维/环氧复合材料力学性能的影响。研究表明,纳米TiO2可对环氧树脂固化物同时起到增韧增强的作用,冲击断口形貌显示为典型的韧性断裂。同时纳米粒子的加入可改善碳纤维和树脂基体的界面粘结性能,提高复合材料的层间剪切强度。     

聚苯乙烯/纳米TiO2/SEBS三元复合材料的制备及性能研究

采用熔融共混法制备了聚苯乙烯/纳米二氧化钛/氢化苯乙烯乙烯丁二烯苯乙烯共聚物（PS/纳米TiO2/SEBS）三元复合材料。研究了SEBS和纳米TiO2用量对复合材料力学性能、扭矩以及热性能的影响。利用扫描电子显微镜对复合材料冲击断面的微观形貌进行了研究。结果表明,PS/纳米TiO2/SEBS复合材料的冲击强度随SEBS含量的增加逐渐增大,拉伸强度随SEBS含量的增加逐渐减小。当PS与纳米TiO2的质量比为97/3、SEBS的用量为8份(质量份,下同)时,复合材料的综合力学性能最佳,其冲击强度为5.626 kJ/m2,拉伸强度为25.623 MPa;加入纳米TiO2和SEBS都使复合材料的热性能得到了提高;复合材料的最大扭矩与PS相比下降了17 N·m,平衡扭矩均为7 N·m;SEBS以颗粒状镶嵌到基质中,断口形貌为典型的韧性断裂。     

聚砜酰胺/纳米二氧化钛复合材料的制备与表征

将聚砜酰胺(PSA)与纳米二氧化钛(nano-TiO)2共混制成PSA/nano-TiO2复合纺丝溶液,分别采用湿法纺丝工艺以及数显匀胶技术制成复合纤维和复合薄膜。运用扫描电镜、傅里叶变换红外光谱、广角X-射线衍射、紫外光谱等方法表征和分析复合材料的大分子结构、力学性能、热稳定性和抗紫外线性能。结果表明:少量的nano-TiO2能够均匀分散在PSA基体中,其添加没有明显改变PSA的分子结构和化学组成;由于纳米颗粒的异相成核作用使复合纤维的结晶度有所提高,且nano-TiO2的添加明显提高了复合纤维的力学性能和热稳定性能;随着纳米颗粒含量的增加,PSA/nano-TiO2复合材料的抗紫外线性能也得到显著增强。     

纳米二氧化钛／水性聚氨酯复合材料的研究

采用溶液共混法制备了纳米二氧化钛／水性聚氨酯复合材料,研究了纳米二氧化钛对复合材料的力学性能和热稳定性的影响,并对影响机理做出了解释。测试了复合材料的抗菌性能,结果表明复合材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌作用随着二氧化钛的含量的增加而增强。     

PP纳米复合材料断面形貌分析及拉伸行为有限元模拟

采用熔融共混法制备了聚丙烯(PP)/蚋米TiO2复合材料,利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)分析了复合材料的冲击和拉伸断裂行为,最后采用有限元法对复合材料的拉伸行为进行了数值模拟.结果表明,复合材料的冲击韧性较纯PP有很大程度的改善,但其拉伸断裂方式仍为脆性断裂.拉伸过程中,大的团聚体首先与基体PP...     

超支化聚合物接枝纳米TiO_2/环氧树脂复合材料的制备与表征

利用偶联剂KH-550和超支化聚(胺-酯)(HBP)对纳米TiO2进行改性,并制备了纳米TiO2/环氧树脂(EP)复合材料。对复合材料的结构、力学性能、加工性能以及热性能进行了研究。研究结果表明,HBP接枝改性纳米TiO2(TiO2-g-HBP)的引入可明显提高复合材料的力学性能、热性能及加工性能;当w(TiO2-g-HBP)=1%时,复合材料的力学性能最好,其冲击强度和弯曲强度比纯EP分别提高了135.51%和22.98%;扫描电镜(SEM)结果显示,TiO2-g-HBP/EP复合材料由脆性断裂转变为韧性断裂。     

纳米二氧化钛填充橡胶复合材料的分散结构与性能

用粒径为20～40nm的纳米二氧化钛(B—TiO2)填充天然橡胶(NR)和丁腈橡胶(NBR)制备了橡胶复合材料,研究了B—TiO2在橡胶基体中的分散结构、复合材料的力学性能以及抗菌性能,并与德国Degussa公司的催化剂纳米TiO2(D—TiO2)进行了对比。结果表明,B—TiO2在NR和NBR中表现出良好的分散,绝大多数B—TiO2在橡胶中聚集体尺寸小于100nm,特别是在NR中B—TiO2分散颗粒大小与其原生颗粒大小相近,明显优于D—TiO2在NR中的分散;在B—TiO2用量小的情况下,橡胶复合材料的力学性能基本不受B—TiO2的影响。D—TiO2对橡胶复合材料的老化性能也没有影响。橡胶基体中填充B—TiO2后,其抗菌性能明显提高,当用量超过2份(质量)时,其抗菌性能已经达到较高的水平;D—TiO2／NR抗菌效果与B—TiO2／NR的抗菌效果相当,热氧老化不影响橡胶复合材料中TiO2发挥其抗菌特性。