PP/硅灰石复合材料力学性能的研究

采用熔融共混法制备了聚丙烯(PP)/硅灰石复合材料,考察了硅灰石表面处理及其用量对PP/硅灰石复合材料力学性能的影响。结果表明:硅灰石粉体经偶联剂甜菜碱(CAB)表面改性处理后,其填充复合材料的拉伸强度、断裂强度和冲击强度均比未处理体系有所提高。随着改性硅灰石用量的增加,PP/硅灰石复合材料的拉伸强度和断裂强度均先升后降,其中当改性硅灰石用量为10 phr时,复合材料的拉伸强度和断裂强度均达到最大值,分别比纯PP提高了17%和63%;另外,当改性硅灰石用量为40 phr时,复合材料的冲击强度达到最大值(2.59 kJ/m2),比纯PP提高了29%。     

硅灰石表面改性及其在聚丙烯中的应用

采用硅烷偶联剂KH-570与钛酸酯偶联剂JN-114对硅灰石进行干法表面改性，研究了改性剂种类及用量、改性温度和改性时间对改性效果以及聚丙烯复合材料性能的影响。结果表明，采用KH-570改性的最佳工艺：KH-570用量3.0%(w)，常温，时间30 min，此条件下得到的改性硅灰石活化指数95.45%，水接触角91.25°；采用JN-114改性的最佳工艺：JN-114用量1.0%(w)，温度70℃，时间30 min，此条件下得到的改性硅灰石活化指数98.16%，水接触角83.57°；KH-570与JN-114均以化学吸附作用于硅灰石表面。采用硅灰石填充聚丙烯，KH-570改性的硅灰石提高了聚丙烯复合材料的拉伸强度、弯曲强度与模量，而JN-114改性的硅灰石能有效提高聚丙烯复合材料的冲击强度与熔体流动性。     

钛酸钾晶须增强不饱和聚酯树脂的力学性能

应用硅烷偶联剂、硬脂酸和钛酸酯偶联剂对钛酸钾晶须(PTW)进行表面处理,考察了偶联剂种类和钛酸钾晶须用量对不饱和聚酯树脂(UP)/PTW复合材料力学性能的影响,用扫描电子显微镜观察了纯UP及UP/PTW复合材料的断面形貌。结果表明,用3种偶联剂表面改性的PTW能够显著提高UP的力学性能,其中以硬脂酸为最好。经过硬脂酸表面改性的PTW能够较好地分散在树脂基体中,当硬脂酸表面改性的PTW质量分数为2.5%时,UP/PTW复合材料的拉伸强度和冲击强度分别提高约57%和39%。     

机械力化学改性硅灰石/聚丙烯性能的研究

利用气流磨对硅灰石进行机械力化学改性，并用IR分析对改性效果进行了预评价；对比了用改性前后的硅灰石填充聚丙烯(PP)的性能。结果表明：改性后硅灰石分别为由亲水疏油性变为亲油疏水性；硬脂酸质量分数为1．5％时，改性硅灰石／PP复合材料的拉伸强度和冲击强度最好。     

硅灰石表面改性研究及应用

利用硅烷偶联剂KH570改性硅灰石,并用其填充聚丙烯制备复合材料(KW/PP)。通过比较水接触角考察了KH570用量、改性时间及改性温度对硅灰石表面改性效果的影响,并用红外光谱、扫描电镜对复合材料进行表征。结果表明:当KH570为硅灰石质量的4%,改性时间为2 h,改性温度为80℃时,改性效果最好。KW/PP复合材料的冲击强度与弯曲强度较纯PP有明显提高。     

PBMA原位包覆硅灰石填充改性聚丙烯的研究

采用不同的方法处理硅灰石填充改性PP,研究了经不同处理工艺处理的硅灰石对PP复合材料力学性能及加工流动性的影响。结果表明:在相同用量下,经PBMA表面包覆方法处理的复合材料比偶联剂JN-101处理的屈服强度要高,同时经过表面包覆的硅灰石能使PP屈服强度提高45.9%。SEM分析表明:经表面包覆的硅灰石分散能力大幅度提高,与基体界面结合较好;复合材料的熔体流动速率随着包覆硅灰石添加量的增加而降低。     

改性玄武岩纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能

采用偶联剂KH570对玄武岩纤维(BF)进行表面改性,研究表面改性BF的长度、添加量对增强环氧树脂(EP)复合材料力学性能的影响。结果表明,改性BF表面产生很多凸起,变得非常粗糙。BF表面改性使复合材料的拉伸强度提高10%～20%,冲击强度提高10%～40%。随着改性BF长度及添加量的增加,复合材料的力学性能显著提高。当改性长BF的质量分数为4%时,与纯EP相比,复合材料的拉伸强度和冲击强度分别提高248.3%和451.5%。长BF的增强效果明显好于改性长玻璃纤维(GF),尤其纤维的添加量较大时复合材料拉伸强度的提高更为明显。当长BF的质量分数为4%时,长BF增强复合材料的拉伸强度较长GF增强复合材料提高37.8%,冲击强度提高9.2%。     

纳米碳酸钙的表面改性及其填充107硅橡胶复合材料的性能研究

采用硬脂酸对纳米碳酸钙进行湿法表面改性,探讨改性机理,研究107硅橡胶/改性纳米碳酸钙复合材料的性能。结果表明:硬脂酸对纳米碳酸钙表面改性的效果较好,硬脂酸主要通过化学吸附改性纳米碳酸钙;随着硬脂酸用量增大,纳米碳酸钙的活化度增大,在107硅橡胶中的分散性提高;107硅橡胶/改性纳米碳酸钙复合材料Payne效应减弱,拉伸强度、拉断伸长率和撕裂强度增大。     

硬脂酸表面包覆对热塑性聚氨酯基体稀土防辐射材料性能的影响

将硬脂酸(SA)溶于热乙醇溶液包覆于稀土盐(Ln)粉体表面,改性后的稀土盐粉体和热塑性聚氨酯(TPU)共混制得防辐射复合材料,研究了硬脂酸对稀土盐粉体的改性作用。采用红外光谱、接触角、扫描电镜测试表征了硬脂酸的改性效果,并且系统研究了不同硬脂酸表面改性用量下对高稀土粉体填充的热塑性聚氨酯材料力学性能的影响。最终结果表明,适量硬脂酸的包裹改性,提高了复合材料的力学强度。当硬脂酸的添加量为1.5g/(100gLn)时,复合材料的力学强度达到最优。     

改性处理对木纤维/聚乳酸生物可降解复合材料性能的影响

分别用硬脂酸和钛酸酯对木纤维进行改性,用注塑成型工艺制备木纤维/聚乳酸可生物降解复合材料。研究了改性剂用量对复合材料力学性能及生物降解性能的影响。结果表明:改性剂对木纤维进行处理后,复合材料的拉伸强度与冲击强度得到明显提高;钛酸酯偶联剂的改性效果优于硬脂酸。硬脂酸和钛酸酯改性剂一定程度上都可以改善复合材料的生物降解性能。     

硅灰石/环氧树脂增强体系性能研究

通过对针状硅灰石粉进行干法表面化学改性,制成不同粒径的增强填料。并填充于环氧树脂中进行十字交叉法试验,探讨了硅灰石／环氧树脂体系的增强机理。力学性能测试结果表明：环氧树脂经硅灰石填充后．可显著提高机械强度和硬度;改性硅灰石与未改性硅灰石相比,改性后填充量增大,增强效果明显。同一粒径的硅灰石,随填充量的增加,环氧树脂的机械强度增大。硅灰石粒径越小。比表面积越大。与环氧树脂的结合力越强,强度越大。     

MQ硅树脂/纳米TiO_2复合改性环氧树脂的结构与性能

以环氧树脂(EP)为基体树脂,以MQ硅树脂和纳米TiO_2(nano-TiO_2)同时作为EP的增韧改性剂,由此制备了nano-TiO_2/MQ硅树脂/EP复合材料。研究结果表明:MQ硅树脂已成功接枝在EP分子链上;当m(MQ硅树脂):m(nano-TiO_2):m(EP)=15:3:100时,nano-TiO_2/MQ硅树脂/EP复合体系的耐热性能明显提高,拉伸强度和冲击强度分别提高了66.6%和68.1%,其断面呈韧性断裂特征。     

聚砜改性环氧树脂复合材料热老化性能研究

以聚砜(PSF)改性环氧树脂(EP)为基体树脂,玻璃纤维为增强材料,采用高温模压成型法制备出PSF改性EP/玻璃纤维复合材料。结果表明:PSF能有效提高EP基体的热稳定性能;经200℃热老化72 h后,PSF改性EP/玻璃纤维复合材料的热失重率<1%,其冲击强度和弯曲强度呈先升后降态势,电绝缘性能仍然较好(其体积电阻率和表面电阻率的数量级仍保持在1012左右);该复合材料在高温绝缘场合中具有良好的应用前景。     

甲基丙烯酸改性环氧树脂改进环氧胶膜性能研究

甲基丙烯酸(MAA)和环氧树脂(EP)进行反应后,添加偶氮二异丁腈(AIBN)和丙烯酸异辛酯,合成的含有丙烯酸树脂链段的环氧树脂作为增韧剂,制备成环氧胶膜。改性后的环氧树脂胶膜剪切强度及剥离强度明显提高,DSC测试显示体系的耐热性能损失不大,用红外光谱分析了固化过程及其改性过程中的反应情况。结果表明,改性后的EP制备出的树脂固化物具有良好的力学及耐热性能。     

碳化硅/环氧树脂导热复合材料的制备与性能

采用浇铸成型法制备碳化硅/环氧树脂(SiC/EP)导热复合材料,研究了SiC种类、粒径、用量和表面改性方法对SiC/EP复合材料的导热性能、力学性能和热性能等影响。结果表明:SiC/EP复合材料的导热系数随纳米级SiC用量增加而增大,当φ(纳米级SiC)=17.80%时,导热系数为0.954 6 W/(m.K);SiC/EP复合材料的弯曲强度和冲击强度随纳米级SiC用量增加均呈先升后降态势,当φ(纳米级SiC)=3.50%时,两者均达到最大值。SiC经表面改性后可有效提高复合材料的导热性能和力学性能,并且改性SiC的加入可有效降低EP的玻璃化转变温度。     

酸化石墨烯改性环氧树脂及其碳纤维复合材料力学性能研究

针对石墨烯在复合材料增强增韧上的应用,对石墨烯进行了酸化处理,采用超声分散方法制备酸化石墨烯/环氧树脂(EP)浇注体,并在此基础上制备了酸化石墨烯/碳纤维(CF)/环氧树脂(EP)复合材料。分别利用红外光谱和透射电镜表征了酸化石墨烯表面结构和微观形貌,利用拉伸、弯曲、冲击等机械测试手段评价了酸化石墨烯改性EP和CF-EP的力学性能,并利用扫描电镜对复合材料拉伸断面形貌进行观察。试验结果表明:石墨烯酸化处理后,成功在表面引入了羟基、羧基等极性基团;酸化石墨烯可对EP和CF/EP进行有效增强增韧,当其添加量为0.2wt%时,EP拉伸强度和冲击强度分别提高了23.3%和109.8%,CF/EP拉伸强度、弯曲强度分别提高了6.0%和10.6%,当酸化石墨烯添加量为0.5wt%时,CF/EP复合材料层间剪切强度提高了7.4%。微观形貌分析表明,酸化石墨烯对CF/EP增强改性主要是通过对EP进行增强增韧,同时提高CF和EP之间的界面性能来实现的。     

聚醚型聚氨酯增强增韧环氧树脂的研究

用聚丙二醇(PPG400,PPG1000)与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)反应制备了聚氨酯(PU)预聚体,然后通过与环氧树脂(EP)的加成反应和环氧树脂的固化反应将聚氨酯引入环氧固化物网络,并研究了两种聚醚型聚氨酯对环氧树脂的改性效果。结果发现,聚氨酯的引入不但起到了增韧的作用,而且使体系的强度有了很大的提高。随聚氨酯用量增大,PU/EP材料拉伸强度、弯曲强度、冲击强度均先增大后减小,过多的聚氨酯用量导致其不能接人环氧固化物网络;分子链较短的PPG400型聚氨酯的改性效果优于PPG1000,PU与EP的质量之比的最佳值为15%～20%;1,4-丁二醇/三羟甲基丙烷的引入能够使体系中聚氨酯分子链增长并交联成网状,但并不能进一步提高PU/EP材料的强度和韧性。     

硅灰石与连续玻璃纤维毡组合增强聚丙烯的力学性能

采用硅灰石与连续玻璃纤维毡组合增强聚丙烯,研究了硅灰石的含量,玻璃纤维毡的面密度、基体树脂的性质及界面改性等对材料力学性能的影响。结果表明：采用硅灰石与连续玻璃纤维毡组合增强,可提高复合材料的拉伸、弯曲强度及模量,但过高的硅灰石含量,会导致拉伸及弯曲强度下降,材料的力学性能随着所用玻璃纤维毡面密度的增大而显著提高,采用偶联剂对硅灰石进行处理及在基体聚丙烯中添加功能化聚丙烯,可改善界面结合、提高材料性能,随着功能化聚丙烯含量的增加,材料的拉伸、弯曲强度及模量有所提高,但含量过高时,会引起材料冲击强度的下降;组合增强材料的性能与基体树脂本身的力学性能密切相关,同时还受基体树脂熔体流动性的影响。     

PA6/PBT共混物的增容改性研究

采用固体环氧树脂(EP)反应增容聚酰胺6/聚对苯二甲酸丁二醇酯(PA6/PBT)共混物。结果表明:EP的加入降低了共混物的界面张力,使分散相粒径明显细化;当PA6/PBT=80/20,EP含量为1～1.5份时,共混物的改性效果较好;当PA6用量少于30份或超过70份时,EP的加入可明显提高共混物的冲击性能和拉伸性能;随着EP的加入,共混物的流动性降低。