Unsaturated polyester nanocomposites filled with nano alumina

Alumina nanoparticles (60–70 nm) were prepared by the sol–gel technique using citric acid and aluminum nitrate. Casting technique was used to make nanocomposites of unsaturated polyester (UPR) and nano alumina. Transmission Electron Microscopy (TEM) study demonstrated that nano alumina particles were dispersed uniformly in the UPR matrix and agglomeration of particles was found at higher filler loading (>5 wt%). The nanocomposites show higher tensile, flexural and impact strength than pristine UPR. Scanning Electron Microscopy (SEM) of the fractured surface of tensile test samples show that the ductile fracture of UPR was converted to brittle fracture with the addition of nano alumina. Dynamic Mechanical Analysis (DMA) studies showed the storage modulus increased up to 5 wt% loading of nano alumina. The impact strength and storage modulus results agree well. The thermogravimetric studies revealed that the nanocomposites were having higher thermal stability than the pure UPR. As the concentration of the nano alumina in the UP resin increased, the char yield was also increased.     

EVA/TiO2纳米复合材料的制备与性能

采用两种方法优化EVA/TiO2纳米复合材料的制备方法与工艺参数,选取性能最佳的一步法制备样本,进一步应用FESEM方法表征纳米粒子的粒径及分散状态,并测试材料力学性能。研究发现,基于神经网络和遗传算法的优化方法比正交实验分析优化方法更佳;纳米TiO2微粒在EVA基体中分散良好,拉伸强度、断裂伸长率和弹性模量均有所提高,起到了增强增韧作用。纳米TiO2填充量为5%时,拉伸强度提高最多;纳米TiO2填充量为1%时,断裂伸长率提高最多;随着纳米TiO2填充量的增加,弹性模量整体呈上升趋势。     

纳米TiO2填充改性PP的力学性能研究

为了进一步提高通用塑料PP (聚丙烯) 的力学性能,采用共混方法制备了经钛酸酯偶联剂NDZ-201处理的纳米TiO₂/PP复合材料,并通过对DSC熔融曲线的分析以及材料冲击破坏断口的形貌观察,研究了纳米TiO₂质量分数和钛酸酯NDZ-201用量对PP的增韧、增强效果的影响。试验结果表明:纳米TiO₂/PP复合材料的抗弯强度、抗弯模量和冲击强度随着纳米TiO₂含量的升高明显提高,当含量超过5% 时,力学性能增势趋缓,并且随着纳米粒子含量的增加力学性能出现下降的趋势;纳米TiO₂的加入提高了PP的结晶度,使PP结晶为较多细小的β晶,此外弥散分布的纳米TiO₂粒子显著增加了裂纹扩展阻力;在纳米TiO₂加入量一定的情况下,PP的力学性能与钛酸酯偶联剂NDZ-201用量呈近似抛物线的关系,当NDZ-201用量为2% 时对PP的增强增韧效果最显著。      

聚丙烯酸酯/纳米TiO2复合皮革涂饰剂的研究

以钛酸丁酯为纳米TiO2的前驱体,丙烯酰胺、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯为单体,乙烯基三乙氧基硅烷(A-151)为偶联剂,采用双原位乳液聚合法制备聚丙烯酸酯/纳米TiO2复合涂饰剂。考察引发剂用量、反应时间及钛酸丁酯用量对乳液及其涂膜性能的影响,并采用红外光谱和透射电镜对复合涂饰剂的结构进行表征。结果表明,随着引发剂和钛酸丁酯用量的增加,涂膜的抗张强度先减小后增大,断裂伸长率先增大后减小,耐水性先增加后减弱;而随着反应时间的延长,涂膜的抗张强度及断裂伸长率呈现与引发剂和钛酸丁酯用量相反的趋势,耐水性基本呈现减弱趋势。红外光谱及透射电镜结果表明纳米TiO2存在于聚丙烯酸酯中,且主要存在于聚丙烯酸酯乳胶粒的表面。     

新型的高杀菌纳米二氧化钛/聚丙烯复合材料的结构和物理特性研究

基于一种新型的纳米二氧化钛(TiO₂)粉体,利用熔体共混方式制备了纳米TiO₂/聚丙烯(PP)复合材料,研究了复合材料的相分散结构、结晶特性、力学性能、杀菌性能和流动性能。结果发现:新型纳米TiO₂在聚丙烯中有较好的分散度,绝大多数纳米TiO₂在聚丙烯中的聚集体尺寸接近于100纳米;新型纳米TiO₂对聚丙烯有一定的结晶成核作用,但并不能提高结晶度;复合材料的力学性能随纳米TiO₂含量的增加呈现出拉伸强度下降,伸长率降低,模量和冲击强度上升的趋势。2％纳米TiO₂含量的聚丙烯复合材料的综合物理机械性能较好。新型纳米TiO₂填充到PP中可以起到良好的抗菌杀菌作用,但也在一定程度上使聚丙烯发生氧化降解,进而导致纳米TiO₂/聚丙烯复合材料的流动性略优于纯聚丙烯。     

尼龙6/纳米TiO2及尼龙6/纳米Al2O3原位复合材料的性能

通过原位复合的方法合成了尼龙6／纳米TiO2和尼龙6／纳米Al2O3复合材料，并对材料的力学性能、动态力学行为和光氧化降解行为进行了初步的探讨。结果表明，经钛酸酯偶联剂表面处理的纳米TiO2和纳米Al2O3的加入，可以在一定程度上同时提高尼龙6基体的强度和韧性。此外，氙灯老化实验和XPS测试结果表明，尼龙6／纳米TiO2复合材料具有良好的耐光氧老化降解能力。     

聚乙烯/无机纳米复合材料的抗紫外老化性能

研究了茂金属聚乙烯（mPE）／纳米TiO2、线形低密度聚乙烯（LLDPE）／纳米ZnO、LLDPE／纳米CaCO3复合材料经过不同时间紫外辐照后的力学性能和热学性能,用傅立叶红外光谱测定了紫外辐照后的基团变化。结果表明,纳米TiO2和ZnO对聚乙烯抗紫外老化性能有比较明显的提升,为聚乙烯纳米复合材料的制备、加工和应用提供了理论依据。     

Characterization of polyester composites from recycled polyethylene terephthalate reinforced with empty fruit bunch fibers

Unsaturated polyester resin (UPR) was synthesized from recycled polyethylene terephthalate (PET) which acted as a matrix for the preparation of UPR/empty fruit bunch fibers (EFB) composite. Chemical recycling on fine pieces of PET bottles were conducted through glycolysis process using ethylene glycol. The unsaturated polyester resin (UPR) was then prepared by reacting the glycolysed product with maleic anhydride. FTIR analysis of glycolyzed product and prepared UPR showed that cross-links between unsaturated polyester chain and styrene monomer occurred at the unsaturated sites which resulted in the forming of cross-linking network. The preparation of UPR/EFB composite was carried out by adding EFB into prepared UPR matrix. The effects of surface treatment on EFB with sodium hydroxide solution (NaOH), silane coupling agent and maleic anhydride (MA) were then studied. The experimental results showed that treated EFB have higher values of tensile and impact strength compared with untreated EFB. The best results were obtained for silane treatment followed by MA and NaOH treatments where the tensile strength was increased by about 21%, 18% and 13% respectively. SEM micrographs of the tensile fracture surfaces of UPR/EFB composite also proved that treatment on EFB has increased the interfacial adhesion between the fiber and UPR matrix compared to the untreated UPR/EFB composite.     

天然细菌纤维素增强不饱和聚酯树脂复合材料的制备及性能

将天然纤维-细菌纤维素（BC）作为增强材料加入不饱和聚酯树脂（UPR）基体中,采用RTM工艺制备BC/UPR复合材料,并对其力学性能、吸湿性能进行了研究。通过紫外辐照方法探讨了BC/UPR复合材料的降解性能。研究结果表明:通过对细菌纤维素的表面改性,在亲水性的天然纤维和疏水性的高聚物基体之间形成了化学键结合,提高了BC/UPR复合材料的力学性能;BC纤维体积分数的增加也有助于提高力学性能, 当纤维体积分数为20%时,该复合材料拉伸强度最高可达152.9MPa; BC/UPR复合材料的吸湿过程符合Fick定律,吸湿可导致力学性能下降; BC/UPR复合材料吸收光能后,表面含氧官能团数量增加,发生一定程度的光降解。      

纳米TiO2改性及其掺杂聚苯乙烯性能的研究

为了增强无机化合物纳米TiO2的亲油性能,采用钛酸酯偶联剂LICA38对纳米TiO2表面进行预处理,并采用原位聚合工艺制备掺杂纳米Ti02的聚苯乙烯（PS）。采用DCA（dynamic contact angle）、XRD、FTIR、XPS、TEM等现代分析手段,对纳米TiO2预处理效果和掺杂材料的性能进行分析。结果表明,钛酸酯偶联剂在纳米TiO2的表面发生化学吸附,粒子的分散性提高,一定含量纳米TiO2的掺杂有助于提高PS的抗拉强度。     

单向竹原纤维表面改性对其增强不饱和聚酯树脂复合材料性能的影响

采用碱处理、碱-偶联剂联合处理对竹原纤维进行表面改性,通过缝合-模压工艺制备了单向连续竹原纤维/不饱和聚酯树脂(BF/UP)复合材料。研究了不同表面改性方法对BF/UP复合材料静态、动态力学性能、吸水性能等的影响,并用SEM、红外光谱等技术研究了改性处理后纤维的表面及复合材料界面结合情况。结果表明:经过不同表面处理后BF/UP复合材料的性能均有所改善。当采用5wt%碱-3wt%偶联剂联合处理时,BF/UP复合材料综合性能最优,其拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、剪切强度较未处理的分别提高了34.29%、15.95%、11.26%、29.39%;复合材料存储模量(33℃)较未处理的提高了63.80%,损耗因子有所降低;BF/UP复合材料24h、720h吸水率较未处理的分别减小了55.35%、27.32%。SEM和红外光谱结果表明,改性处理后竹原纤维表面杂质减少,附着了一层偶联剂膜,BF/UP复合材料中纤维与树脂之间的界面结合更好。     

TLCP种类对TLCP／GF／UP原位混杂复合材料力学和流变性能的影响

自行合成了不同种类的热致性液晶聚合物(TLCP),采用原位复合的方法制备了热致性液晶/玻璃纤维(GF)/不饱和聚酯(UP)原位混杂复合材料,研究了TLCP的种类对TLCP/GF/UP原位混杂复合材料的冲击、弯曲、蠕变、应力松弛、流变等性能的影响.结果表明,热致性液晶聚合物的加入能提高TLCP/GF/UP复合材料的冲击和弯曲性能,其中加入5% LCMC的复合材料的冲击强度达到5.7 kJ/m2,是未改性体系的2.1倍,弯曲强度提高了1.2倍～1.6倍;蠕变和应力松弛研究表明,反应型的热致性液晶聚合物LCMC与不饱和聚酯发生交联,提高了复合材料的固化交联度,从而有效提高了复合材料的抗蠕变和应力松弛性能;液晶聚合物的加入,对复合材料的流变性能也有一定的影响.     

不同型号PVA对纳米TiO2/PVA复合材料性能的影响

用硅烷偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH550)对纳米TiO₂进行改性, 将不同比例的聚乙烯醇(17-88与17-99)相混合制成胶液, 再采用直接共混法制备了纳米TiO₂/聚乙烯醇(PVA)复合材料, 并流延成膜。通过自制透水仪、 扫描电镜、 热失重分析、 拉伸强度、 耐水性能以及透明性对纳米TiO₂/PVA复合膜进行表征, 探讨不同含量的PVA 17-88对复合膜的性能影响。结果表明, PVA 17-88的质量分数为30%, 纳米TiO₂ /PVA膜厚度控制在25~30 μm, 透水量较大, 拉伸强度达到28.72 MPa, 耐水性能最佳。      

纳米TiO2对大豆蛋白/聚乙烯醇 复合薄膜的影响研究

将经过超声波分散的纳米Ti O2加入大豆蛋白/聚乙烯醇混合膜液中在玻璃板上流延成型,以复合薄膜的抗张强度、断裂伸长率、透光率和吸水率为评价指标,研究了纳米Ti O2的粒径、添加质量分数以及分散剂种类对复合薄膜各指标的影响。结果表明:在优化大豆蛋白/聚乙烯醇复合薄膜的性能中,纳米Ti O2的粒径、添加质量分数以及分散剂种类都对其有一定的作用,且当纳米Ti O2的粒径为30 nm、添加质量分数为1.50%、分散剂为PVPK-30时,所得复合薄膜的综合评价分数最高;相较未添加纳米Ti O2的薄膜,复合薄膜的抗张强度由4.6 MPa增加至5.4 MPa,断裂伸长率由56.3%增加至87.4%,透光率由13.7%增加至28.9%,吸水率由48.7%下降至36.3%。     

Characterization of the hydrothermally synthesized nano-TiO2 crystallite and the photocatalytic degradation of Rhodamine B

Pure anatase-TiO2 nanoparticles with 8 nm average crystallite size was synthesized hydrothermally at 200 degrees C in 2 h. The structural and physico-chemical properties of nano-TiO2 were determined by powder XRD, FT-IR, BET and SEM analyses. The behavior of anatase nano-TiO2 in catalytic degradation of Rhodamine B (RB) dye in transparent nano-TiO2 sol under UV-light was examined as a function of irradiation power of UV-light, irradiation time, amount of nano-TiO2 and initial RB concentration in the sol. Rhodamine B was fully degraded with the catalysis of the nano-TiO2 in a short time as low as 60 min. Photocatalytic activity of the nano-TiO2 for degradation of RB was compared with Degussa P-25 at optimum catalysis conditions determined for the nano-TiO2. It was found that, when compared to Degussa P-25, the nano-TiO2 could be repeatedly used with increasing photocatalytic activity. It was found that the photodegradation obeys the pseudo first-order reaction kinetics with the rate constant of 0.0658 min(-1), and the half period t1/2 was 10.53 min.     

金红石型纳米TiO2对CaSO4晶须/PP-R树脂复合材料性能的影响

以金红石型纳米TiO2为添加剂改善了CaSO4晶须/PP-R树脂复合材料的各项性能,并研究了金红石型纳米TiO2对PP-R树脂的力学性能、耐热性能和紫外老化性能的影响.研究结果表明:由于纳米TiO2和CaSO4晶须的协同作用,添加纳米TiO2后可进一步提高CaSO4晶须/PP-R树脂复合材料的力学性能和耐热性能;金红石纳米TiO2的加入可以大幅度提高PP-R树脂的耐紫外老化性能,添加5%纳米TiO2后的CaSO4晶须/PP-R树脂复合材料经紫外辐射72 d后,其拉伸强度仅下降了0.36MPa,冲击强度仅下降了0.36kJ·m-2,熔融温度仅下降了5.4℃;而未添加纳米TiO2的CaSO4晶须/PP-R树脂复合材料的拉伸强度下降了1.96MPa,冲击强度下降了1.47kJ·m-2,熔融温度下降了18.6℃.     

纳米TiO2对不饱和聚酯树脂(TiO2/UPR)的改性

将纳米TiO2粉加入到不饱和聚酯中进行同时增韧增强改性，在用简支梁冲击强度表征纳米TiO2／UPR的韧性时，发现树脂有明显的脆韧转变现象，在脆－韧转变点TiO2含量为6％（质量分数），纳米TiO2/UPR弯曲强度和冲击强度分别比UPR提高了55％和46％。在扫描电子显微镜下观测纳米TiO2／UPR的冲击断口形貌时发现，在脆－韧转变点附近纳米TiO2／UPR的微观形态发生了从脆性断裂到韧性断裂的形貌特征。     

不饱和聚酯/蒙脱土阻燃纳米复合材料的制备及表征

采用原位插层复合法制备不饱和聚酯/蒙脱土阻燃纳米复合材料.通过XRD、SEM和TEM等手段表征不饱和聚酯/蒙脱土阻燃纳米复合材料的微观结构;通过拉伸、冲击和氧指数实验对不饱和聚酯/蒙脱土阻燃纳米复合材料的力学性能、阻燃性能进行研究.结果表明,当蒙脱土含量为0.5%时阻燃纳米复合材料与纯不饱和聚酯相比氧指数从22上升到24,此时拉伸强度提高8.76%,冲击强度提高68.65%.与阻燃剂/不饱和聚酯复合材料相比,同等阻燃级别下拉伸强度提高23.06%,冲击性能提高93.9%.     

掺杂纳米TiO_2对水性铝基金属微粉涂层的影响

为了提高水性铝基金属微粉涂层的附着力和耐腐蚀性能,利用纳米TiO_2掺杂制备了不同纳米SiO_2含量的水性铝基金属微粉涂层。采用接触角仪测定涂料与基体Q235钢之间的接触角,采用划线划格法测定了涂层的结合强度,采用电化学极化和全浸试验法测试分析了涂层的耐腐蚀性能,采用金相显微镜和X射线衍射仪(XRD)分析了镀层的组织结构。结果表明:水性铝基金属微粉涂料中添加TiO_2后,接触角降低,使得涂层铝粉排列几乎与基体保持平行并呈现层状堆积,提高了涂层附着力、耐腐蚀性;涂料中的纳米TiO_2改善铝粉的润湿性并作为填充物填充在涂层孔隙之间,使涂层结构更加密实并且铝粉提供了物理屏蔽作用;在所研究的范围内,TiO_2最佳用量为0.4 g。     

单向连续竹青纤维填充量对不饱和聚酯树脂力学性能及微观形貌的影响

以单向连续竹青纤维（OBF）和不饱和聚酯树脂（UP）制备了单向OBF/UP复合材料,研究了OBF含量对OBF/UP复合材料纵向静态力学性能及动态力学性能的影响,并采用SEM观察了复合材料拉伸断面处界面结合情况。结果表明:随着OBF含量的增加,OBF/UP复合材料静态力学性能呈先增加后减小趋势,当OBF含量为50wt%时,复合材料拉伸、弯曲性能最优,拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量分别达到285.52 MPa、16.06 GPa、359.80 MPa、27.32 GPa;OBF/UP复合材料存储模量随OBF含量增加呈先增加后减小趋势,当OBF含量为50wt%时,OBF/UP复合材料存储模量最大,且随着OBF含量的增加,OBF/UP复合材料玻璃化转变温度向低温方向移动,损耗峰变宽;断面处微观形貌表明,OBF含量为50wt%时,复合材料界面结合强度较好。制备的OBF/UP复合材料力学性能优良,有潜力取代玻璃纤维增强树脂复合材料在风电叶片材料、公路防护栏材料、船舶材料等领域的应用。