聚氨酯/纳米碳酸钙改性聚甲醛的研究

采用机械共混方法,制备了聚甲醛/热塑性聚氨酯/纳米碳酸钙(POM/TPU/nano-CaCO3)复合材料。研究了TPU/nano-CaCO3配比及用量对复合材料力学性能的影响,并用差热分析仪(DSC)及偏光显微镜(PLM)对复合材料的结晶性能和微观形态结构进行了分析。结果表明:当TPU与nano-CaCO3的总用量为10份,其中TPU与nano-CaCO3的质量比为7:3时,体系的缺口冲击强度出现最大值12.84kJ/m2,比纯POM提高了88.5%。同时TPU和nano-CaCO3的加入降低了POM的结晶度,缩小了球晶尺寸。     

PTW增强POM/TPU复合材料的制备及性能研究

以钛酸钾晶须(PTW)为增强体,采用熔融共混和注射成型法,制备了聚甲醛(POM)/热塑性聚氨酯弹性体(TPU)/PTW复合材料。研究了PTW含量对POM/TPU复合材料力学性能的影响,并借助扫描电子显微镜(SEM)分析了冲击断面形貌。结果表明,TPU的加入有效改善了纯POM的韧性,当TPU含量为10%(质量分数,下同)时,缺口冲击强度是纯POM的2.5倍,但拉伸强度和弯曲强度有所下降;PTW的加入对POM/TPU有较好的增强效果,当PTW含量为15%时,复合材料的拉伸强度、拉伸模量、断裂伸长率、弯曲强度、弯曲模量、缺口冲击强度分别为35.91 MPa、24.17%、144.94MPa、12.26GPa、112.1kJ/m2,拉伸模量、弯曲模量、缺口冲击强度与POM/TPU相比分别提高了14.7%、54.2%和9.2%,综合力学性能达到最佳。     

TPU对POM低温韧性的影响

通过熔融共混法制备出聚甲醛(POM)/热塑性聚氨酯(TPU)复合材料。采用差示扫描量热仪测试(DSC)、脆化温度测试、扫描电子显微镜(SEM)、力学性能测试分析了TPU添加量与POM复合材料结晶度和低温性能的关系。结果表明:随着TPU添加量的增加,POM/TPU的常温和低温韧性增大,当TPU含量为10%时,POM/TPU复合材料脆性温度为-39℃,在-30℃下POM复合材料的缺口冲击强度提高了47%;TPU的加入降低了POM/TPU的结晶度,对POM有良好的低温增韧作用。     

热塑性聚氨酯/无机纳米粒子增韧改性聚甲醛研究

采用热塑性聚氨酯弹性体(TPU)和无机纳米粒子复合增韧改性聚甲醛(POM),制备了刚韧平衡的POM/TPU共混物。讨论TPU及无机纳米粒子种类、稳定剂体系及注塑工艺对复合材料力学性能的影响。结果表明,聚酯型TPU-2对POM增韧效果较好;纳米Ca CO3可以有效提高共混材料强度;添加抗氧剂Irganox 245制备的复合材料具有更高的断裂伸长率和冲击韧性;注塑工艺对POM/TPU复合材料性能影响较大。     

含异氰酸酯基的低聚物和聚醚增容改性POM/TPU共混物

利用双螺杆挤出机制备了聚甲醛(POM)/热塑性聚氨酯弹性体(TPU)、POM/TPU/含异氰酸酯基的低聚物(Z)以及POM/TPU/Z/聚醚3种共混物。采用力学性能测试、差示扫描量热分析(DSC)、偏光显微镜(PLM)、傅里叶转换红外线光谱 (FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、动态力学性能分析(DMA)等,研究了3种共混物的力学性能、结晶行为及形态结构。结果表明：共混物的缺口冲击强度和断裂伸长率随TPU含量的增加而提高;异氰酸酯基低聚物（Z）和聚醚在促进分散相分散、增强两相间的相容性方面发挥重要作用,降低了聚甲醛的结晶度,能够有效地提高共混物的缺口冲击强度和断裂伸长率。     

聚氨酯/纳米二氧化硅/POM复合材料的研究

通过熔融共混,用热塑性聚氨酯弹性体(TPU)将纳米二氧化硅(nano-SiO2)进行包覆制备了复合增韧剂,然后将复合增韧剂与聚甲醛(POM)进行共混制备了纳米复合材料,研究了复合增韧剂不同用量对复合材料的力学性能与结晶性能的影响.实验结果表明,TPU/nano-SiO2的相互作用能提高TPU/nano-SiO2与POM的界面相容性,使TPU/nano-SiO2均匀地分散在POM中.当POM/TPU/nano-SiO2质量比为100/10/1时,与纯聚甲醛相比,拉伸强度提高了20%,弹性模量提高了78.3%,冲击强度提高了175%,加入复合增韧剂后,球晶尺寸大幅减小;复合材料在断裂过程中发生塑性变形,韧性较好;增韧剂对聚甲醛基体有异相成核作用,同时提高了其结晶温度.     

POE-g-MA对nano-CaCO3/PA66复合材料结构和性能的影响

通过双螺杆熔融共混法制备了纳米碳酸钙/马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物/尼龙66(nano-CaCO3/POE-g-MA/PA66)三元复合材料,采用SEM、DSC和XRD等手段表征了材料的形貌和结构,研究了弹性体POE-g-MA的含量和物料共混顺序对nano-CaCO3/PA66(20/80)复合材料力学性能﹑加工性能和复合材料形貌的影响。研究表明,POE-g-MA与尼龙基体具有较好的相容性,能细微地分散在复合材料中。POE-g-MA能促进复合材料中PA66的结晶,有效改善nano-CaCO3/PA66复合材料的冲击性能﹑断裂伸长率和加工性能。与一步同时共混法相比较,nano-CaCO3先与PA66共混后再与POE-g-MA共混的二步共混法,更有利于提高nano-CaCO3的分散程度和nano-CaCO3/POE-g-MA/PA66(20/10/70)三元复合材料的综合力学性能。     

POM/TPU/改性纳米ZnO复合材料的结晶与力学性能研究

采用机械共混法和纳米ZnO表面偶联剂改性技术,制备了聚甲醛(POM)/热塑性聚氨酯(TPU)/改性纳米ZnO复合材料,并借助偏光显微镜(PLM)、差示扫描量热仪(DSC)和X射线衍射仪(XRD)分析了复合材料的结晶形态和结晶性能,研究了改性纳米ZnO用量对POM/TPU/改性纳米ZnO复合材料力学性能的影响。结果表明:改性纳米ZnO在体系中起到一定的异相成核作用,促进了POM的结晶,并使得POM球晶细化;当改性纳米ZnO用量为0.3%时,复合材料具有最佳综合力学性能。     

PP/nano-CaCO_3/POE复合材料性能研究

采用熔融共混法制备了PP/nano-CaCO3/POE复合材料,分别研究了nano-CaCO3和POE的加入量对复合材料力学性能的影响。结果表明:随着nano-CaCO3用量的增加,复合材料的冲击强度和拉伸强度均呈现出先增加后降低的趋势,弯曲模量呈增加趋势;随着POE用量的增加,复合材料的冲击强度先显著增加而后稍有降低,拉伸强度和弯曲模量均呈下降趋势。     

超高韧性聚甲醛/聚氨酯复合材料的性能与结构研究

采用双螺杆挤出机制备了超高韧性聚甲醛(POM)/热塑性聚氨酯弹性体(TPU)共混物,通过力学测试和扫描电子显微镜(SEM)等手段研究了树脂流动性、TPU种类对POM/TPU共混体系性能及结构的影响。结果表明:当TPU含量50%时,配合不同粘度的POM树脂,可使共混体系达到超高的冲击强度,材料在拉伸过程出现应变-硬化过程,POM和TPU在共混体系中呈现两相双连续结构。相比于聚酯型TPU,使用聚醚型TPU制备的共混体系具有更高的低温缺口冲击强度。     

IPP/Nano-CaCO_3复合材料的制备及其结晶行为的研究

通过熔融共混,制备了等规聚丙烯(iPP)/纳米碳酸钙(nano-CaCO3)复合材料,研究了不同剪切环境下nano-CaCO3粒子在聚丙烯(PP)基体中的分散性能及其对基体熔融过程的影响,并利用广角X射线散射仪(WAXS)、差示扫描量热仪(DSC)、偏光显微镜(PLM)、扫描电镜(SEM)考察了该复合材料的结晶行为。结果表明:在剪切环境中,nano-CaCO3粒子与基体的摩擦、碰撞几率增加;随着nano-CaCO3用量的增加,体系剪切热升高,加快了基体熔融的速度,并改善了nano-CaCO3的分散效果。当nano-CaCO3用量低于3%时,其在PP基体中起到成核剂的作用,提高了PP的结晶度,并诱导β型晶体的生成;当其用量超过3%时,nano-CaCO3在基体中的分散效果降低,导致粒子团聚,对基体的成核作用降低,进而降低了复合材料的结晶度,并且削弱了粒子对基体的诱导形成β型晶体的能力。     

聚乳酸/酯化纤维素/纳米CaCO_3复合材料的制备与表征

采用熔融共混法制备了聚乳酸(PLA)/酯化纤维素/纳米CaCO3复合材料,并通过力学性能测试、差示扫描量热仪、热重分析和扫描电镜等测试手段对复合材料的性能进行了表征。结果表明,当酯化纤维素和纳米CaCO3的总含量小于5%时,能够起到较好的增强作用,复合材料的力学性能明显优于纯PLA;酯化纤维素和纳米CaCO3的加入起到了异相成核作用,但会降低复合材料的热稳定性;酯化纤维素在复合材料中分散充分,无聚集现象;但当填料总含量大于10%时,纳米CaCO3发生明显发生聚集。     

聚己内酯/酯化淀粉/纳米碳酸钙复合材料的制备及性能

以玉米淀粉(ST)和马来酸酐为原料,采用干法改性方法制备了酯化淀粉(EST),将EST与聚己内酯(PCL)、纳米碳酸钙通过密炼机混炼制备可降解PCL/EST/纳米碳酸钙复合材料。利用红外光谱仪、扫描电子显微镜、广角X射线衍射仪和热重-差示扫描量热同步热分析仪研究了PCL/EST/纳米碳酸钙复合材料的微观形态、力学性能、结晶以及热性能。结果表明,随着纳米碳酸钙含量的增加,PCL/EST/纳米碳酸钙复合材料的拉伸强度先升高后降低,当纳米碳酸钙含量为6份(质量份数,下同)时材料的拉伸强度和断裂伸长率达到最大值,与未添加纳米碳酸钙的复合材料相比分别提高了49.8%和34.8%;与PCL/ST/纳米碳酸钙复合材料相比,PCL/EST/纳米碳酸钙复合材料中淀粉颗粒尺寸减小,复合材料的熔点和结晶度有所提高,拉伸强度和熔体流动速率增加,热分解温度下降。     

聚丙烯/无机粉体/异形纤维复合材料的制备

以聚丙烯为聚合物基体,以纳米碳酸钙为无机组分,采用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维,纤维截面形状分别为圆形、扁平形和三角形,通过熔融共混的方法制备了聚丙烯/纳米碳酸钙/异形纤维复合材料,并采用不同的改性剂对纳米碳酸钙进行表面改性,通过扫描电子显微镜观察了纳米碳酸钙的分散情况,重点分析了聚丙烯/纳米碳酸钙/异形纤维复合材料的结构与性能的关系。结果表明,硅烷偶联剂对碳酸钙表面有机化处理的效果好于硬脂酸;纤维截面形状不同对复合材料的增强效果也不同,其中比表面积最大的三角形纤维增强效果最佳;当纳米碳酸钙的含量为3%(质量分数,下同)(2%硅烷偶联剂处理)、三角形PET纤维的长径比为80、含量为2%(体积分数,下同)(4%硅烷偶联剂处理)时,制得的聚丙烯/纳米碳酸钙/异形纤维复合材料的屈服强度比纯聚丙烯提高近21%,弹性模量提高了约82%。     

PP/针形纳米CaCO3复合材料的力学性能

用硬脂酸皂化改性针形纳米CaCO3表面后,将其与聚丙烯(PP)共混、挤出和注塑,制成PP／CaCO3纳米复合材料。与纯PP相比,填充针形纳米CaCO3的体积分数为4.21％时,PP体系的冲击强度和断裂伸长率分别提高了49％,339％,拉伸强度下降2．7％。改性后的纳米CaCO3与PP之间的界面作用与改性前相比有所减弱,冲击断面扫描电子显微镜照片显示,针形纳米CaCO3均匀地分散在PP基体中。偏光显微照片显示,针形纳米CaCO3对PP有明显的异相成核作用。     

PA6/CaCO3/POE-g-MAH分散相态与性能研究

分别使用超细碳酸钙(ufCaCO3)和纳米碳酸钙(nano-CaCO3)与尼龙6(PA6)熔融共混后,再与马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MAH)熔融共混,制备了不同碳酸钙含量的PA6/CaCO3/POE-g-MAH复合材料,通过扫描电子显微镜(SEM)观察其分散相态的变化,并测试了材料的力学性能.结果表明:在PA6/ufCaCO3/POEg-MAH复合材料中,当ufCaCO3含量较少时(PA6/CaCO3/POE-g-MAH质量比为99/1/25和95/5/23.8),碳酸钙粒子全部存在于弹性体相中;在PA6/nano-CaCO3/POE-g-MAH复合材料中,在nano-CaCO3含量很少时(PA6/nano-CaCO3/POE-g-MAH质量比为99/1/25),碳酸钙粒子才全部存在于弹性体相中;当nano-CaCO3含量增加后,碳酸钙粒子同时存在于弹性体相和基体相中;无论ufCaCO3还是nano-CaCO3,当其进入到弹性体相中都降低复合材料的弹性模量,当其分散于基体相中则提高复合材料的弹性模量;随着碳酸钙的增加,复合材料发生脆-韧转变所需的弹性体量增加;在脆-韧转变区后,碳酸钙和POE-g-MAH对PA6的增韧有显著的协同作用,其因为可能是碳酸钙粒子进入弹性体相所形成的壳-核结构中的填料粒子"滚珠"作用使断裂应变增加.     

EPDM/纳米CaCO3预混料动态力学性能及其对聚丙烯基三元复合材料韧性的影响

采用熔融法分别制备了三元乙丙橡胶(EPDM) /纳米碳酸钙（CaCO3）二元预混料及其与聚丙烯（PP）共混的三元复合材料。利用动态力学分析仪研究了纳米CaCO3含量和共混时间对EPDM /纳米CaCO3二元预混料的动态力学性能的影响,利用扫描电子显微镜分析了分散相纳米CaCO3和EPDM在PP基体中的形态。结果表明,常温下,纳米CaCO3含量为70 %（质量分数,下同）、共混时间为15 min时,EPDM/纳米CaCO3二元预混料的储能模量、损耗模量和损耗角正切达到最高值;纳米CaCO3与EPDM组成的二元共混物分散于PP基体中,通过纳米CaCO3团聚体及EPDM协同变形、界面脱黏成纤及诱导剪切带的形成耗散外界作用能,显著提高了PP/EPDM/纳米CaCO3三元复合材料的冲击强度。     

聚甲醛/弹性体/碳酸钙复合材料的研究

用弹性体和CaCO3复合改性POM。采用TPU为增韧剂，CaCO3为增强剂，研究了加工方法、组成比、填料用量、粒径及分散形态等因素对复合材料性能尤其是冲击韧性的影响。结果表明，两步法制备复合材料的冲击韧性大大高于一步法；且纳米级CaCO3填充复合材料的综合性能优于其它粒径大小的填料；适量的弹性体及无机纳米填料的加入利于获得较好的增韧效果，当弹性体用量约为10％，CaCO3用量为3％时，与纯POM相比，冲击强度提高了3倍，弯曲模量与纯POM接近。