玻璃纤维增强聚氨酯复合材料性能的研究

以聚醚聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)或聚丙二醇(PPG)与异氰酸酯4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)或2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)作原材料合成了预聚体;以3,3'-二氯-4,4′-二胺基二苯甲烷(MOCA)为扩链剂制备了PU弹性体;采用手糊成型方法制备了聚氨酯(PU)/玻璃纤维(GF)复合材料。研究了2种预聚体制备的PU弹性体力学性能、玻璃纤维厚度和层数以及复合材料密度对PU/GF复合材料力学性能的影响,以及GF与PU弹性体的粘结强度。结果表明,MDI/MOCA-PU比TDI/MOCA-PU的力学性能优异;随着玻璃纤维厚度和层数的增加,复合材料力学性能提高;密度对PU/GF复合材料的拉伸强度有显著影响;用硅烷偶联剂处理过的玻璃纤维可提高复合材料剥离强度。     

玻璃纤维改性尼龙6性能的研究

采用硅烷偶联剂KH550处理玻璃纤维,通过熔融共混法制备了尼龙6(PA6)/玻璃纤维(GF)复合材料,对复合材料表面处理前后的力学性能、熔体流动速率(MFR)和断面形貌进行了表征。结果表明:随着GF含量的增加,PA6/GF复合材料拉伸强度和缺口冲击强度均先增大后减小;添加同样含量的GF时,采用偶联剂处理后PA6/GF的拉伸强度和缺口冲击强度增大,MFR减小,扫描电镜观察结果表明,偶联剂KH550有效地改善了GF与PA6间的界面结合。     

废胶粉、滑石粉改性PA66/GF复合材料的制备与性能

采用硅烷偶联剂KH560表面改性废胶粉(WRP)、环氧树脂E44改性滑石粉(Talc),以尼龙(PA)66/玻璃纤维(GF)复合材料为基体,制备了WRP,Talc及两者协同改性的PA66/GF复合材料,研究了WRP,Talc及两者协同作用对复合材料力学性能、结晶性能和热稳定性能的影响。结果表明,当3份WRP经过1份KH560处理后,其与PA66/GF基体间的界面粘结性明显得到改善,其改性的复合材料弯曲强度和冲击强度最高,分别比PA66/GF基体提高了11.09%和2.05%。当1份Talc经过3份E44处理后,其在基体中具有良好的分散性,改性的复合材料弯曲强度和冲击强度达到最大,分别比基体材料提高了13.89%和8.42%。WRP与Talc均能促进复合材料的结晶,但两者协同作用对复合材料结晶性能没有明显的影响。采用1份KH560处理的3份WRP协同3份E44处理的1份Talc对复合材料进行改性,可使弯曲强度和冲击强度相比基体分别提高16.97%和6.25%,且使复合材料具有良好的热稳定性能,达到了低成本WRP和Talc改性制备高性能橡塑复合材料的目的。     

PLA木塑复合材料性能研究及界面处理分析

以稻壳、竹粉、杨木粉作为聚乳酸(PLA)的增强材料,添加硅烷偶联剂进行界面处理,采用模压成型的方法制备PLA木塑复合材料,研究了纤维的种类与含量以及偶联剂对PLA木塑复合材料力学性能和吸水性能的影响,并采用体式显微镜对其形貌和结构进行了表征。结果表明,杨木粉对PLA复合材料的增强效果最好;杨木粉、稻壳、竹粉质量分数为30%时,PLA木塑复合材料的拉伸强度最大,分别为16.26,11.27,14.17 MPa,杨木粉质量分数为30%时PLA木塑复合材料的冲击强度最大,为4.44 kJ/m~2,随着复合材料中木粉含量的增加,其吸水率呈上升趋势;添加硅烷偶联剂改性使PLA/竹粉复合材料的拉伸强度最大提高了119.74%,冲击强度最大提高了86.52%,改性后的木塑复合材料各组分较为均匀、空洞和缺陷较少。     

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。     

聚氨酯/玻璃纤维复合绝缘子芯棒的制备

以耐酸无碱玻璃纤维(GF)为增强体、高韧性聚氨酯(PUR)树脂为基体,利用快速注射拉挤成型工艺制备了PUR/GF复合材料.重点研究了GF含量对PUR/GF复合材料弯曲强度、拉伸强度和断裂韧性及其微观结构的影响,同时考察了该复合材料的电气性能,验证了PUR/GF复合材料作为复合绝缘子芯棒的适用性.结果表明,当GF质量分数为79.7％时,PUR/GF复合材料的拉伸强度和断裂韧性综合性能最优,此时PUR/GF复合材料的拉伸强度为1 330 MPa,冲击强度高达450 kJ/m2,电气性能满足±500 kV直流棒形悬式复合绝缘子技术条件,PUR/GF复合芯棒综合性能优于传统环氧树脂芯棒.其生产效率高、制造成本低,有望作为潜在的电力行业复合绝缘子芯棒的替代材料.     

聚己内酯/聚乳酸/竹纤维复合材料制备及性能

以聚己内酯（PCL）和聚乳酸（PLA）共混物为基材,竹纤维（BF）作为增强材料,硅烷偶联剂为改性剂,通过模压成型制备了PCL/PLA/BF复合材料。研究了PCL和PLA质量比、BF质量分数、硅烷偶联剂用量以及模压温度对复合材料性能影响。结果表明,适宜的PCL/PLA质量比为1∶1,BF质量分数为40 %时BF/PCL/PLA复合材料的冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率分别达到最大值11.26 kJ/m2,12.68 MPa和5.2 %;硅烷偶联剂用量为1 %时复合材料的冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率分别达到最大值15.11 kJ/m2、13.15 MPa和5.8 %;模压温度为150 ℃时,复合材料的冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率分别达到最大值14.51 kJ/m2、13.75 MPa和5.8 %。     

表面改性剂增强玻纤/木塑复合材料力学性能研究

探究优化玻璃纤维(GF)长度和含量,添加不同含量的硅烷偶联剂和马来酸酐接枝聚乙烯对玻璃纤维/木塑复合材料(GF/WPC)的冲击强度、拉伸强度和弯曲强度的影响。结果表明:复合材料中GF的临界长度为4 mm,拉伸强度和弯曲强度与未添加时比较分别提升11.16%和4.7%;最佳添加量为1.5%,拉伸强度、弯曲强度和冲击强度与未添加GF比较分别提升10.8%、6.8%和28.3%;硅烷偶联剂添加量1.5%时,复合材料的力学性能达到峰值,拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别为24.5 MPa、36.2 MPa和13.3 k J/m2,与未添加GF相比分别增加6.6%、12.5%和15.3%;马来酸酐接枝聚乙烯表面处理后复合材料最大拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别为26.5 MPa、38.9 MPa和14.8 kJ/m2,与未添加时提高27.4%、21.6%和23.3%,三项力学性能的提升幅度都比硅烷偶联剂要大,MAPE改善复合材料的力学性能优于KH550,加入表面活性剂对复合材料的结晶行为和热稳定性无明显影响。     

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。     

rPET/R-MFMB/GF复合材料的结构及力学性能研究

采用自制的反应性多功能母料(R-MFMB)及玻璃纤维(GF)与废旧聚时苯二甲酸乙二酯(rPET)热机械反应性共混,制得rPET/R-MFMB/GF复合材料,对其化学结构、形态结构及力学性能进行研究.结果表明,R-MFMB中的环氧官能团与rPET分子链上的端-OH、端-COOH以及GF表面的-NH2均能发生化学反应,大部分R-MFMB自组装于rPET与GF的界面区,构筑成强结合力适度柔性界面的结构特征.R-MFMB及GF的含量对rPET/R-MFMB/GF的力学性能有明显的影响,其配比为55/15/30时,复合材料的悬臂梁缺口冲击强度、弯曲弹性模量分别提高到原料rPET的3.52倍、3.21倍,综合力学性能也显著优于rPET/GF质量比为70/30复合材料.