反式聚异戊二烯/纳米碳化硅形状记忆复合材料的制备与性能

以反式聚异戊二烯（TPI）为基质,研究了纳米碳化硅用量对碳化硅/TPI形状记忆复合材料硫化特性、物理机械性能、热性能及形状记忆性能的影响。结果表明,随着碳化硅用量的增加,复合材料的焦烧时间和正硫化时间都逐渐缩短;拉伸强度呈现先增大后减小的趋势,硬度逐渐增大;结晶度逐渐降低,从纯TPI的16.5%下降至碳化硅用量20份（质量,下同）时的13.9%;碳化硅用量为10份时复合材料的单向形状记忆性能最好,而其双向形状记忆行为在应力为250 kPa时的形状回复率达到了最大值79.1%。     

炭黑用量对天然橡胶/反式聚异戊二烯形状记忆复合材料性能的影响

制备了以天然橡胶（NR）及反式聚异戊二烯（TPI）为基体材料的形状记忆复合材料,并考察了炭黑用量对复合材料硫化特性、物理机械性能、结晶性能及形状记忆性能的影响。结果表明,随着炭黑用量的增加,复合材料的物理机械性能显著提高,拉伸强度从17.2 MPa提高到23.0 MPa。炭黑的加入降低了复合材料中TPI相的结晶度,并使复合材料的形状固定率和形状回复率有所降低。     

反式-1，4-聚异戍二烯／炭黑导电复合材料的形状记忆性能

采用熔融共混法及适度硫化工艺制备了反式-1．4-聚异戊二烯／炭黑导电复合材料．研究了该复合材料的力学性能、导电性、热致及电致形状记忆性能。结果表明．随炭黑用量的增加,复合材料的拉伸强度先增加后减少．拉断仲长率逐渐降低。100％定伸应力和300％定伸应力呈升高趋势;高导电炭黑可大幅提高复合材料的导电性,复合材料的热刺激响应回复温度逐渐升高．热致形变回复率和热致回复速度均降低,热致形状记忆性能降低。复合材料具有良好的电致形状记忆性能．高导电炭黑的用量和外加电压对复合材料的电致形状记忆性能有重要影响．电致形变回复率和回复速度随外加电压或高导电炭黑用量的增加而增加。     

反式-1,4-聚异戊二烯/炭黑导电复合材料的形状记忆性能

采用熔融共混法及适度硫化工艺制备了反式-1,4-聚异戊二烯/炭黑导电复合材料,研究了该复合材料的力学性能、导电性、热致及电致形状记忆性能。结果表明,随炭黑用量的增加,复合材料的拉伸强度先增加后减少,拉断伸长率逐渐降低,100%定伸应力和300%定伸应力呈升高趋势;高导电炭黑可大幅提高复合材料的导电性,复合材料的热刺激响应回复温度逐渐升高,热致形变回复率和热致回复速度均降低,热致形状记忆性能降低。复合材料具有良好的电致形状记忆性能,高导电炭黑的用量和外加电压对复合材料的电致形状记忆性能有重要影响,电致形变回复率和回复速度随外加电压或高导电炭黑用量的增加而增加。     

共混型石墨烯/碳纳米管/SMTPU复合材料的制备与性能研究

为改善形状记忆热塑性聚氨酯(SMTPU)的力学和形状记忆性能,通过熔融共混技术制备了氧化石墨烯/多壁碳纳米管复合填充改性的SMTPU复合材料,其中,氧化石墨烯首先用乙二胺进行接枝改性,多壁碳纳米管用硫酸/硝酸混合酸进行了处理。进一步研究了上述填料的加入对所得复合材料的力学性能、熔体流动速率及形状记忆性能的影响。结果表明,填料含量对复合材料的力学和形状记忆性能有明显的影响。固定氧化石墨烯与多壁碳纳米管的质量比为1,当它们在复合材料中的质量分数为0.5%时,复合材料的拉伸强度较纯SMTPU提高了25.2%。随着填料含量的增加,复合材料的熔体流动速率逐渐降低。形状记忆性能研究表明,加入氧化石墨烯/多壁碳纳米管使得复合材料的形状固定率先上升后下降,而且在氧化石墨烯/多壁碳纳米管的质量分数为0.5%时,复合材料形状固定率最大,较纯SMTPU提高了26.4%;形状回复率则随填料含量的增加逐渐上升,且回复温度越高,形状回复率越好。     

交联对反式聚异戊二烯硫化胶性能的影响

研究了不同交联程度TPI胶料的硫化性能、力学性能、动态力学性能、结晶性能和形状记忆性能。结果表明,随着硫黄用量的增大,焦烧时间和正硫化时间均缩短,力学性能下降,模量曲线和内耗曲线都呈现玻璃化转变和熔融转变,并且玻璃化转变峰增强,晶区熔融峰减弱;DSC曲线上结晶熔融峰减弱,熔点降低,TPI结晶性能下降;TPI硫化胶试样的变形回复率不断提高,形状固定率不断下降。用作形状记忆材料时,硫黄用量应少于3份。     

胶粉/乙烯-辛烯共聚物复合材料的性能

考察了硫化剂过氧化二异丙苯(DCP)对胶粉/乙烯-辛烯共聚物(POE)复合材料硫化特性及物理机械性能的影响,对比了白炭黑与硅藻土对复合材料的增强效果,并研究了白炭黑填充复合材料的耐老化性能。结果表明,当胶粉/POE(质量比)为30/70时,随着DCP用量的增加,正硫化时间逐渐缩短;当DCP用量为2份、硫化时间约为780 s时,胶粉/POE复合材料的综合性能最佳;随着白炭黑用量的增加,胶粉/POE复合材料的拉伸强度和撕裂强度提高,扯断伸长率逐渐降低;随着硅藻土用量的增加,胶粉/POE复合材料的物理机械性能稍呈下降趋势,说明白炭黑的增强效果优于硅藻土;随着白炭黑用量的增加,胶粉/POE复合材料的耐老化性能提高。     

热膨胀物理微球发泡剂在形状记忆材料中的应用研究

研究了热膨胀物理微球发泡剂Expancel920DU40在反式聚异戊二烯(TPI)形状记忆材料中的应用,考察了发泡剂用量对TPI混炼胶硫化特性、力学性能和形状记忆性能的影响。结果表明,加入热膨胀物理微球发泡剂会破坏材料结晶,材料力学性能下降;由于可逆相结晶区被破坏,材料形状回复率Rr降低;发泡剂用量为1份时,材料力学性能和形状记忆性能均最优。     

壳聚糖改性二氧化硅/天然橡胶复合材料的性能

采用溶胶-凝胶法制备了壳聚糖改性二氧化硅,并采用共沉降法制备了壳聚糖改性二氧化硅/天然橡胶（NR）复合材料,考察了壳聚糖用量对复合材料硫化特性、拉伸性能、耐老化性能的影响,并用扫描电子显微镜观察了拉伸试样的断面形貌。结果表明,壳聚糖的加入使NR复合材料的性能得到明显改善,当其用量为0.5 g时,复合材料的硫化特性与拉伸性能最佳,正硫化时间为1.95 min,拉伸强度为24.01 MPa,扯断伸长率达到256%;当壳聚糖添加量为0.3 g时,硫化胶的拉伸强度与扯断伸长率的性能保持指数最高,耐老化性能最佳;经壳聚糖改性的二氧化硅在NR中的分散性得到改善。     

ZDMA补强杜仲胶形状记忆复合材料的制备及性能

制备了原位生成甲基丙烯酸锌(ZDMA)增强的杜仲橡胶形状记忆复合材料,采用过氧化物硫化体系,分别考察了不同的硫化剂用量以及ZDMA生成量对杜仲胶复合材料的硫化特性、力学性能、结晶性能、形状记忆性能的影响。结果表明,在原位生成ZDMA量一定时,适度的交联可以使复合材料保持良好的力学性能,并获得优异的形状记忆性能;在硫化剂用量一定时,加入一定量的ZDMA可以提升硫化剂的硫化效率,提高复合材料的力学性能,同时获得优异的形状记忆性能。     

炭黑/煤矸石/碳纳米管复合填料体系对天然橡胶性能的影响研究*

利用硝酸氧化法对碳纳米管(CNTs)进行纯化,并用环氧天然橡胶(ENR)进行改性处理。结合胶质量分数测定结果表明, ENR用量15%(质量)时效果最佳。采用胶乳凝聚法制备CNTs/天然橡胶(NR)母料。煤矸石粉(CG)经高温煅烧和表面改性处理。 将CNTs/天然橡胶(NR)母料、CG和炭黑(CB)通过机械混炼法与天然橡胶及配合剂混合,制备CB/CG/CNTs/NR复合材料,并对复合材料进行硫化特性及物理机械性能。结果表明： CNTs延迟硫化效应明显;相比炭黑,CG对硫化具有促进作用。硫化特性和甲苯溶胀法测定结果表明,在填料份数相同的条件下,单独由CB填充的NR有最大的交联密度,CNTs对交联密度影响不明显。物理机械性能测试结果表明,当CG：CB：CNTs=17.5:16.5:1(Phr)时,NR硫化胶的300%定伸应力和扯断伸长率明显高于单独由CB填充NR,而拉伸强度与之接近,复合填料样填充NR具有较好的综合性能。扫描电镜测试结果表明,复合填料在NR基体中分布均匀。     

水滑石对轮胎胎侧橡胶复合材料微观形貌与性能的影响

将水滑石（LDHs）加入到轮胎胎侧橡胶中制得LDHs/橡胶复合材料,研究了LDHs在橡胶复合材料中的分散状态及对胎侧橡胶复合材料的硫化特性、力学性能和耐老化性能的影响。结果表明,LDHs穿插在炭黑粒子之间,形成均匀分散;LDHs可以促进硫化,缩短橡胶复合材料的硫化时间,并提高其定伸应力和撕裂强度、改善耐老化性能。当LDHs的用量为4份（质量）时,与未添加LDHs橡胶复合材料相比的抗张积老化系数提高了25.7%。     

BR/CB/OMMT纳米复合材料的结构与性能研究

采用溶液插层法与双辊混炼法制备了顺丁橡胶/炭黑/有机蒙脱土（BR/CB/OMMT）纳米复合材料,用透射电子显微镜（TEM）以及X射线衍射（XRD）方法对复合材料的亚微观结构进行了表征,并研究了复合材料的力学特性、耐磨耗性能以及硫化特性。结果表明：BR/CB/OMMT为插层型纳米复合材料;在OMMT含量小于4份时,BR/CB/OMMT纳米复合材料具有优异的力学性能和耐磨耗性能;OMMT起到了硫化促进剂的作用,降低了BR的焦烧时间（TS）和正硫化时间（T90）;低填充量OMMT可提高复合材料的交联密度。     

Improvement in mechanical,electrical, and shape memory properties of the polystyrene-based carbon fiber-reinforced polymer composites containing carbon nanotubes

Carbon fiber-reinforced polymers based on polystyrene matrix containing elastomer and carbon nanotubes (CNTs) were produced by compression molding. The effects of carbon fabric (CF) concentration and silane treatment on the morphology, mechanical, electrical, and shape memory properties of the multilayer composites were investigated. The SEM analyses showed that fibers of the silane-treated CFs were more homogeneously covered with the polymer layers than the untreated CFs. The tensile strength and modulus of the composites increased by 521% and 125%, respectively, with an increasing number of CF plies from one to five. Upon silane treatment, the tensile strength of the multilayer composite improved by 26%, and the tensile modulus decreased by 18.4%. Electrical conductivities of the composites were in the semiconductor region due to the presence of both CNTs and CFs. 100% shape recovery less than a minute recovery time was obtained for all the composites with electrically triggered bending test.     

氢化羧基丁腈橡胶/环氧化POSS复合材料的硫化反应和性能研究

通过溶液共混和硫化成型制备了氢化羧基丁腈橡胶(HXNBR)/环氧环己基POSS复合材料,并进行了硫化性能、动态力学性能、FTIR谱图和交联密度测试。结果表明,环氧化环己基POSS和HXNBR发生交联反应并产生醇羟基;在实验温度范围内,200℃时复合材料硫化效率最佳,正硫化时间(t90)约为10min;复合材料高弹储能模量和交联密度随POSS用量的增大而明显增大,损耗因子降低,玻璃化转变温度提高;交联密度在20～40min区间增加幅度较大,当硫化时间为60min时交联密度有所降低。     

碳纳米管/聚氨酯复合材料的粘接性能

利用超声分散、酸处理以及表面活性剂分散的方法将碳纳米管分散到蓖麻油中,制备了蓖麻油型聚氨酯/碳纳米管(PUR/CNTs)复合材料,观察了该复合材料的微观结构,探讨了CNTs用量、酸处理时间以及表面活性剂的用量对复合材料粘接性能的影响。结果表明,随着蓖麻油中CNTs用量的增加,该复合材料的粘接强度不断提高,当增加到2%时,粘接强度提高84.4%;硝酸处理3 h的聚氨酯/碳纳米管复合材料的粘接强度最大,比未酸处理的复合材料增加15%;表面活性剂分散的聚氨酯/碳纳米管复合材料的粘接强度能得到进一步的提高。     

改性碳纳米管增强热塑性聚氨酯复合材料的性能研究

以碳纳米管（CNTs）和热塑性聚氨酯（TPU）为原料,通过硫酸（H₂SO₄）/硝酸（HNO₃）混合溶液处理碳纳米管颗粒表面以达到改性的效果,使用改性过后的碳纳米管熔融共混制备出TPU/CNTs复合材料。研究了不同含量的CNTs对TPU基体的流变、力学、耐磨性以及热性能的影响。结果表明, 改性过后的CNTs在TPU基体中形成了良好的分散性和相容性;TPU/CNTs复合材料在高频剪切下保留了复合材料的加工流动性,并且复合材料的拉伸强度以及耐磨性相较于TPU有明显的增强,其中在改性碳纳米管含量较低时,复合材料的力学性能改善较为明显;改性CNTs的加入提高了TPU基体的熔融温度和结晶度;改性CNTs的加入提高了复合材料的热降解温度,提高了TPU基体的热稳定性。     

填料对乙烯-醋酸乙烯酯橡胶发泡材料性能的影响

使用无转子发泡硫化仪、RPA橡胶分析仪、体视显微镜以及力学性能测试仪器等研究了白炭黑和炭黑对乙烯-醋酸乙烯酯橡胶(EVM)硫化发泡特性、发泡材料微观结构和性能的影响。结果表明,白炭黑用量较少时,体系焦烧时间和正硫化时间均延长,发泡剂分解速度提高。与相同用量的白炭黑体系相比,炭黑体系不易焦烧,正硫化时间较长,发泡剂分解速度较快。白炭黑体系泡孔质量好于炭黑体系,其中添加30份白炭黑的泡沫材料具有最低密度。RPA分析结果表明,减少白炭黑用量或采用炭黑作填料均能降低体系储能模量(G′)和损耗模量(G″),炭黑体系泡沫材料动态模量具有较强温度敏感性。     

硫化时间对HNBR/ZMMA复合材料形态结构及性能的影响

采用炭黑和单甲基丙烯酸锌(ZMMA)并用作补强剂制备了氢化丁腈橡胶(HNBR)复合材料,使用X射线衍射法和透射电子显微镜法分析了ZMMA在HNBR硫化过程中的结构和形态变化,并研究了一段硫化时间对复合材料力学性能的影响。结果表明,在硫化过程中,ZMMA发生了复杂的化学反应;随着一段硫化时间的延长,氢化丁腈橡胶复合材料的拉伸强度和100%定伸应力变化都不大,而撕裂强度先增大后减小,拉断伸长率减小。X射线衍射结果表明,ZMMA由结晶态转变为非结晶态。透射电子显微镜分析结果表明,在硫化开始阶段,ZMMA聚合反应已经完成,有大量的纳米级粒子分布在橡胶基体中。