相容剂对PE-HD/回收纸塑铝复合材料性能的影响

分别以马来酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)、马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物(POE-g-MAH)、甲基丙烯酸甘油酯接枝乙烯辛烯共聚物(POE-g-GMA)为相容剂,采用熔融共混法制备了高密度聚乙烯(PE-HD)/回收纸塑铝包装粉末(r-PPA)复合材料。通过力学性能、流变性能、吸水率和扫描电子显微镜等分析,对3种相容剂的增容作用进行研究。结果表明,POE-g-GMA对复合材料力学性能影响最大,当添加量为6份时,复合材料的拉伸强度比未增容体系提高了32.9 %,脆断面出现韧性断裂的“拔丝”现象,且体系出现“类液类固”转变;PE-g-MAH对复合材料的吸水率影响最大,当添加量为10份时,复合材料的吸水率比未增容体系降低了54.2 %。     

TiO2纳米粒子增强超高分子量聚乙烯和高密度聚乙烯复合材料的性能

利用硅烷偶联剂KH570对TiO₂纳米粒子进行表面改性,然后制备塑化超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)/TiO₂复合材料,最后通过密炼-模压法制备不同含量和粒子尺寸的TiO₂纳米粒子增强PE-UHMW/高密度聚乙烯(PE-HD)复合材料。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、差示热扫描量热仪、万能试验机、流变仪表征测试复合材料的微观结构、结晶、力学及流变性能。结果表明,低含量的Ti O₂纳米粒子(质量分数0.1%)能在聚合物基体中分散良好,使复合材料的力学性能、结晶度及流动性均有显著提升;随粒子尺寸增加,材料强度和刚度降低,断裂伸长率和熔体剪切黏度先增加后降低。然而,高含量粒子分散困难、易形成大的聚集体,导致复合材料性能下降。当TiO₂纳米粒子尺寸为5～10 nm、质量分数为0.1%时,复合材料展现出优异的力学性能和加工性能,拉伸强度和拉伸屈服强度分别高达58.21 MPa和44.53 MPa,且熔体剪切黏度下降19.7%。     

叶片挤出机制备PA6/CSW复合材料的结构与性能

利用拉伸流变为主的叶片挤出机制备PA6/硫酸钙晶须(CSW)复合材料,研究了CSW的质量分数对复合材料微观形貌、热学性能、流变性能和力学性能的影响。结果表明:CSW在PA6基体中能较好分散并较完善地保持其长径比;CSW质量分数为5%~10%时,复合体系的剪切黏度最大;差示扫描分析和广角X射线衍射表明:CSW质量分数的增加引起PA6的结晶变化,但对PA6的熔融行为影响很小;力学测试结果表明:随着CSW质量分数的提高,体系的拉伸强度、弯曲强度均有不同程度的提高,而冲击强度则有一定程度的降低。     

聚氨酯/13X分子筛复合材料的制备

采用预聚法制备了聚氨酯(PU)/13X分子筛复合材料。考察了在两种硬度下,分子筛含量对聚氨酯弹性体力学性能、耐溶剂性能的影响。结果表明,随着分子筛质量分数的增加,复合材料的拉伸强度、撕裂强度均呈上升趋势。当分子筛质量分数为5%、邵A硬度为70时其复合材料拉伸强度为31 MPa,撕裂强度达48.7 kN/m;当分子筛质量分数为5%、邵A硬度为80时其复合材料拉伸强度为42 MPa,撕裂强度达最大值61 kN/m。随着分子筛质量分数的增加,2种复合材料的溶胀度也有不同程度的下降。DSC分析表明,分子筛使PU/13X复合材料的结晶形态发生了改变,提高了其耐热温度。     

碳纳米管对GF/EP复合材料侵蚀性能的影响

采用真空辅助喷涂的方法分别制备了含有碳纳米管(CNTs)质量分数1%和3%的CNTs/玻纤(GF)复合材料,采用真空辅助树脂传递模塑(VARTM)方法制备了CNTs/GF/树脂(EP)三元复合材料,并对复合材料的力学性能、耐固体粒子侵蚀磨损性能进行了研究。结果表明:加入质量分数1%,3%CNTs使复合材料的拉伸强度达到79.0,78.0 MPa,相对于纯EP增加了31.7%,30.0%,相对于GF/EP(FRP)复合材料降低了24.1%,25.0%;三元复合材料的弯曲强度达到173.3MPa,160.1 MPa,相对于纯EP增加了72.4%,51.3%,相对于FRP复合材料降低了6.9%,15.7%;耐固体颗粒侵蚀性能(质量损失率)相对于FRP复合材料提高了84.5%,81.1%。     

纳米ZnO改性PLA/PBS及其发泡体系的性能

采用熔融共混法制备了纳米氧化锌(ZnO)填充聚乳酸/聚丁二酸丁二酯(PLA/PBS)复合材料。研究了ZnO质量分数对复合材料的力学性能、结晶性能以及动态流变性能的影响。结果表明,随着ZnO含量的增加,复合材料的力学性能和结晶度先升高后降低,当ZnO质量分数为0.5%时,复合材料的拉伸强度和冲击强度分别达到最大值40.99 MPa和8.82 k J/m~2,比未添加ZnO时分别提高了6.3%和28.2%,同时结晶度达到24.4%。动态流变性能测试表明,ZnO的质量分数为0.5%时,复合材料的损耗模量和储能模量均为最大值,反映出此时复合材料内部氢键和交联网络最完善,协同作用效果达到最佳状态,因此力学性能也最优。在ZnO质量分数为0.5%的基础上,采用超临界二氧化碳发泡法对复合材料进行间歇发泡,结果显示添加ZnO的发泡材料泡孔密度比未添加的高出一个数量级,泡孔尺寸分布更加集中,体积膨胀率更高。     

竹纤维质量分数对PCL/PLA/竹纤维复合材料性能的影响

将竹纤维(BF)与聚己内酯(PCL)、聚乳酸(PLA)熔融共混,通过模压工艺制备了PCL/PLA/BF增强复合材料。研究了BF质量分数对该复合材料力学性能、热稳定性以及熔融结晶行为的影响。结果表明:随着BF质量分数的增加,PCL/PLA/BF复合材料的冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率均先增大后减小,并均在BF质量分数为40%时达到最大值,分别为11.26 k J/m2、12.68 MPa和5.2%;BF质量分数对PCL/PLA/BF复合材料的热稳定性无明显影响;BF的加入使得复合材料中PCL、PLA共混物的玻璃化转变温度降低,但不同BF质量分数的复合材料玻璃化转变温度变化不大;BF的加入使得复合材料结晶温度小幅提升,但结晶峰强度随着BF质量分数的增加而逐渐减弱。     

无机颗粒/碳纤维共增强聚酰胺6复合材料的制备与力学性能研究

采用熔融挤出法制备出无机颗粒(IP)增强聚酰胺6(PA6)复合材料,使用叠层模压法制备了IP/碳纤维(CF)共增强PA6复合材料(PA6/IP/CF)。利用场发射扫描电子显微镜、万能试验机等研究了IP的形貌和含量对复合材料性能的影响。结果表明,当滑石粉(TALC)的添加量达到10%(质量分数,下同)时,PA6/CF/TALC复合材料的各项力学性能达到最大值,弯曲强度为374.6 MPa、剪切强度为58.7 MPa、冲击强度为76.9 kJ/m~2;当玻璃微珠(GB)的添加量达到15%时,PA6/CF/GB复合材料的各项力学性能达到最大值,弯曲强度为404.4 MPa、剪切强度为66.7 MPa、冲击强度为86.5 kJ/m~2;GB相较于TALC对复合材料的增强效果更好,使复合材料的综合力学性能得到进一步提高。     

玻璃纤维增强尼龙66复合材料的结构与性能

使用双螺杆挤出机,采用共混改性方法制备玻璃纤维(GF)增强尼龙66(PA 66)复合材料(GF-PA 66),并对其结构、热性能和力学性能进行了表征。结果表明:制备的GF质量分数分别为20%,25%,30%的GF-PA 66复合材料的密度均低于1.4 g/cm~3,GF在GF-PA 66复合材料体系中呈现纤维交错复杂的网络结构;GF-PA 66复合材料的起始热降解温度均在320℃以上,具有较好的耐热性;随着GF含量的增加,GF-PA 66复合材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量升高,当GF质量分数达到30%时,复合材料的拉伸强度为147.4 MPa,比纯PA 66提高了75%,弯曲强度达到202 MPa,比纯PA 66提高了112%,弯曲模量达到7 783.3 MPa,比纯PA 66提高了175%;随着GF含量的增加,GF-PA 66复合材料的悬臂梁冲击强度先降低后升高,当GF质量分数为30%时,复合材料的悬臂梁冲击强度高于纯PA 66。     

过氧化物母粒对PP/炭黑导电复合材料的影响

采用含有过氧化物的聚丙烯(PP)母粒,通过熔融共混法制备了不同熔体流动速率(MFR)的PP/炭黑导电复合材料,并研究了复合材料的流变性能、结晶性能、力学性能及导电性能。结果表明:PP过氧化物母粒的加入有效改善了PP/炭黑导电复合材料的流动性。PP过氧化物母粒质量分数为2.2%时,复合材料的结晶度是25.96%,拉伸强度、冲击强度分别达到25.96 MPa、73.70 kJ/m~2。PP过氧化物母粒的加入对复合材料导电性能的影响较小。     

相容剂对聚丙烯/碳纤维复合材料性能的影响

通过熔融共混方法制备聚丙烯/碳纤维(PP/CF)复合材料,利用毛细管流变仪研究了PP/CF复合材料的流变行为、相容剂马来酸酐接枝聚丙烯(MAHPP)的质量分数、剪切速率及温度对熔体流变行为、熔体黏度的影响。结果表明:PP/CF体系的表观黏度随着MAHPP质量分数的增加而降低。PP及PP/CF复合材料均属于假塑性流体,MAHPP的存在使复合材料的假塑性增强。PP/CF复合材料的黏流活化能随着剪切应力的增大而降低。PP/CF复合材料的扫描电镜和力学测试结果表明:MAHPP的引入有利于提高聚丙烯与碳纤维的相容性,PP/CF复合材料的力学强度随着MAHPP质量分数的增加而提高。     

PC/改性ABS复合材料的制备与性能

在传统的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)乳液接枝聚合中加入甲基丙烯酸甲酯(MMA),制得了改性ABS,然后与聚碳酸酯(PC)共混挤出，制得了PC/改性ABS复合材料。研究了MMA用量对PC/改性ABS复合材料的熔体流动速率(MFR)、维卡软化温度、力学性能的影响。结果表明：随着MMA用量的增加，PC/改性ABS复合材料的MFR、拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度均先升高后降低。当MMA质量分数为20%时，PC/改性ABS复合材料的拉伸强度和弯曲强度均达到最大，分别为48.9 MPa和63.2 MPa;当MMA质量分数为30%时，PC/改性ABS复合材料的缺口冲击强度为41.0 kJ/m²;当MMA质量分数不高于30%时，与PC/ABS复合材料相比，PC/改性ABS复合材料的维卡软化温度更高。     

聚芳醚腈改性双邻苯二甲腈树脂及其玻纤复合材料制备

采用聚芳醚腈(PEN)对双邻苯二甲腈树脂(BPH)进行改性,并采用熔融共混粉末法制备PEN/BPH/玻纤复合材料。研究了PEN/BPH树脂体系的反应特性和流变行为,对PEN/BPH/玻纤复合材料的力学性能以及耐热性进行了表征。结果表明:随着PEN用量的增加,PEN/BPH树脂体系的固化反应速率有所提升,而且PEN的引入没有引起BPH耐热性的降低;当PEN的质量分数为10%时,复合材料的力学性能得到了有效的提升。     

相容剂对PP/木粉复合材料力学性能的影响

通过亚临界流体辅助反应挤出技术制备了木塑复合材料,对相容剂的种类及用量进行了筛选,同时对聚丙烯(PP)/木粉复合材料的组分进行了优化,并对PP/木粉复合材料进行了扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶转换红外光谱分析(FTIR)。结果表明:在亚临界乙醇作用下,添加质量分数10%的马来酸酐接枝PP的PP/木粉复合材料综合力学性能最佳,PP与木粉间结合较好。在乙醇中加入质量分数2%硅烷偶联剂(KH550)时,PP/木粉复合材料力学性能进一步提高,其拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、冲击强度分别达到44.32 MPa,88.44 MPa,6 579.36 MPa和7.12kJ/m2。     

环氧树脂/有机蒙脱土复合材料的制备与力学性能研究

利用插层聚合法制备了环氧树脂/有机蒙脱土(EP/OMMT)复合材料.采用XRD对复合材料进行了表征,并研究了复合材料力学性能.实验表明:环氧树脂/有机蒙脱土形成了剥离型的纳米复合材料结构;环氧树脂中加入适量的有机蒙脱土,可以提高环氧树脂的拉伸强度和冲击强度.当经过改性的OMMT质量分数为5%时,EP/钛酸酯偶联剂(Coupler)-OMMT复合材料的拉伸强度达到51.21 MPa,提高了40.26%;当OMMT质量分数为3%时,EP/Coupler-OMMT复合材料冲击强度达25.31 kJ/m2,提高了34.56%.     

PBS/蒲草纤维复合材料的制备与性能

用蒸汽爆破后的蒲草纤维与聚丁二酸丁二醇酯(PBS)制备复合材料,研究蒲草纤维的质量分数对复合材料力学性能、热学性能以及流变性能的影响。研究结果表明:随着蒲草纤维组分的增加,复合材料的弯曲强度和弯曲模量有明显提高,而冲击强度呈现先增大后减小的趋势,当蒲草纤维质量分数为5%时,冲击强度达到最大值5.49 k J/m2。热重分析结果表明蒲草纤维与PBS基体间存在互补作用使复合材料在高温条件下的热稳定性提高。DSC结果表明:随着蒲草纤维质量分数的增加,复合材料的结晶度和熔融温度都呈现增大趋势。平板流变结果表明:蒲草纤维降低了PBS分子的运动能力,增加了复合材料的黏度。     

高性能聚氯乙烯复合材料的研究

以聚氯乙烯(PVC)为基体、热塑性聚氨酯弹性体(PUR–T)为增韧剂、连续玻璃纤维(GF)为增强剂,通过熔体浸渍挤出工艺制备高性能PVC复合材料,并对其力学性能、耐热性能和动态力学性能进行研究。结果表明,随着PUR–T或连续GF含量增加,复合材料的力学性能和耐热性能均得到提高,当PUR–T/PVC质量比为2/8,连续GF质量分数为30%时,复合材料的拉伸强度、缺口冲击强度、弯曲强度、弯曲弹性模量、维卡软化温度分别为83.42 MPa,19.81 k J/m2,106.33 MPa,8 823.36 MPa和74.1℃;随着连续GF含量增加,复合材料的储能模量和玻璃化转变温度提高,损耗因子降低;扫描电子显微镜测试结果表明连续GF在PVC中保持了较长的长度,分散性良好。     

PA6/季膦盐改性MMT纳米阻燃复合材料的制备及性能研究

首先采用十六烷基三苯基溴化磷改性处理后的蒙脱土(PMMT)与己内酰胺原位聚合,制得聚酰胺6(PA 6)/PMMT纳米复合材料,然后加入三聚氰胺焦磷酸盐(MPP)/季戊四醇(PER)/聚磷酸铵(APP)复合阻燃体系(cMPA),采用熔融共混的方式制备了PA 6/PMMT/cMPA纳米阻燃复合材料,考察了复合材料的阻燃性能、热稳定性能、力学性能。结果表明:PMMT在PA 6中主要以插层/剥离型结构存在;添加PMMT质量分数2.5%,cMPA质量分数7.5%,PA 6/PMMT/cMPA纳米阻燃复合材料燃烧时的释热速率、质量损失速率、点燃时间、总释放热均大幅减小,极限氧指数提高至30.4%,燃烧等级达到UL94 V-0级,拉伸强度为89.5 MPa,弯曲强度为138.1 MPa,弯曲模量为2 735 MPa,优于纯PA 6的力学性能,且热稳定性与纯PA 6的接近。     

粉煤灰/PVC复合材料流变性与力学性能调控规律

研究了粉煤灰/PVC复合材料流变性与力学性能调控规律,考察了增塑剂和粉煤灰对体系流变性和剪切黏度影响,以及增塑剂量与复合材料力学性能的关系,确定了制备粉煤灰/PVC复合材料的最佳工艺。结果表明,粉煤灰/PVC共混体系流变性与粉煤灰和增塑剂的添加量密切相关,加入增塑剂可有效降低PVC剪切黏度,有利于制备高填充量的粉煤灰/PVC复合材料。在增塑剂添加量为30%(质量分数)、注塑温度为190℃条件下混炼12 min,制备得到粉煤灰填充量为75%的复合材料,其拉伸强度为7.2 MPa,弯曲强度为28.3 MPa。     

溴化聚苯乙烯阻燃剂的合成及性能研究

以聚苯乙烯 (PS)、溴素为原料 ,在 40℃ ,2 5 %催化剂 (相对于PS的质量 ) ,溶剂CH2 Cl2 用量 1mL/ 0 1gPS ,时间 3h的反应条件下合成了溴化聚苯乙烯 (BPS)阻燃剂 ,溴的质量分数为6 0 % ,并用红外光谱和X射线光电子能谱表征了其基本结构。对于不同阻燃剂质量分数的高抗冲聚苯乙烯 (HIPS)体系进行了阻燃性能、力学性能和流变性能的初步研究 ,结果表明 :随阻燃剂质量分数的增加 ,阻燃性能逐渐提高 ,但力学性能和流变性能均有所降低。当在共混物中添加质量分数为 3%的BPS阻燃剂时 ,复合材料的水平燃烧速率为 33mm/min ,满足了我国关于家用电器的阻燃法规 (<40mm/min) ,而且此时体系的综合性能也较好。