紫外光交联乙烯-醋酸乙烯共聚物/氢氧化镁无卤阻燃复合材料及其性能

研究了乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)/氢氧化镁(MH)无卤阻燃复合材料在光引发剂下的紫外光交联及其相关性能。采用凝胶含量测定、热延伸试验、UL-94垂直燃烧试验、极限氧指数、扫描电镜、热重分析、拉伸测试等表征了复合材料的交联度、阻燃性能、热性能和力学性能。凝胶含量和热延伸测试结果证明紫外光可以对复合材料快速交联。光照交联后,材料的拉伸强度得到明显提高,断裂伸长率略有下降;极限氧指数、热重分析、扫描电镜测试表明光交联的复合材料试样比未交联的试样具有更好的阻燃性能和热稳定性。     

PLA/植物纤维复合材料的制备与加工研究进展

聚乳酸(PLA)/植物纤维复合材料的研究成为近十年来的研究热点。其制备和成型加工方法对复合材料最终的性能影响极大,加工方法通过影响纤维分散性、长度、取向、加工中的热降解等方式影响复合材料最终性能。选择适当的制备和加工方法显得极为重要,然而,关于PLA/植物纤维复合材料制备和加工方法的系统性介绍、分析未见报道。从热压、熔融挤出、混炼、溶液共混、静电纺丝等制备、加工方法着手,举例并分析各种方法的优缺点,在PLA/植物纤维复合材料成型加工方案确定中具有一定的现实意义和参考价值。     

玻纤增强HDPE气体辅助注射成型制品的形态

采用气体辅助注射成型(GAIM)和普通注射成型(CIM)制备了玻纤(GF)增强高密度聚乙烯(HDPE)复合材料。通过扫描电镜对复合材料中的玻纤取向进行了研究,发现CIM试样的玻纤仅在表层有轻微取向,而GAIM试样在整个横截面上玻纤均发生了明显的取向,且在次表层处取向强烈,排列十分规整。在此前研究工作的基础上,进一步探讨了玻纤取向结构的形成机理。     

熔融温度对PEEK/MWNT-COOH复合材料的力学与阻燃性能的影响

通过模压成型的方法制备了不同熔融温度的聚醚醚酮(PEEK)/羧基化碳纳米管(MWNT-COOH)复合材料。利用热重分析(TG)、锥形量热法以及三点弯曲法等手段研究了不同熔融温度对复合材料的热稳定性、阻燃特性以及力学性能的影响。结果表明:400℃熔融温度下的复合材料具有较好的热稳定性,初始氧化温度高达500℃;在400℃熔融温度下处理后试样的弯曲强度最高达到202.0MPa;400℃熔融温度下的复合材料试样的点燃时间和最大热释放速率(TTI/PHRR)的比值最高达到0.258,具有较好的阻燃性能。     

聚偏氟乙烯/聚甲基丙烯酸甲酯共混物的老化性能

对聚偏氟乙烯(PVDF)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)共混物的老化性能进行了研究,对试样进行湿热老化和紫外老化的加速老化实验,得到了拉伸强度和色差值随老化时间的变化规律。结果表明:在湿热老化过程中,拉伸强度随时间的延长先增加后减小,且PVDF与PMMA的质量比为70∶30时最大,但此时材料脆性太大;而在老化121 d后,随PM-MA含量的增加,试样的熔融指数增加;在老化152 d内,四组试样色差值ΔE<1.5,属于可接受的范围。同样两组薄膜样品在紫外光老化实验中,拉伸强度先增大后减小,且在紫外老化的1040h内,色差值ΔE<1,耐紫外效果较好。     

聚偏氟乙烯/聚甲基丙烯酸甲酯交替多层材料的热稳定性

利用微层共挤出技术制得不同层数(2,16,64层)的聚偏氟乙烯(PVDF)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)交替多层材料,通过偏光显微镜、垂直燃烧测试、热失重分析、红外光谱分析、微型量热测试研究了层数的变化对体系热分解和热释放行为的影响。结果表明,PVDF层与PMMA层沿层状样品的厚度方向交替排列,层结构明显,层界面清晰,随着层数的增加,层界面数增加,材料的垂直燃烧行为几乎不变,但表现出更高的热稳定性;高层数样品中热稳定性优异的PVDF层对易热解的PMMA层保护作用增强,且在热释放过程中,更多的层界面为PVDF炭层的形成提供了更丰富的空间,使材料的热释放速率减小,总热释放降低。     

微层挤出聚氯乙烯/CaCO_3复合材料抑制增塑剂迁移性能

利用自主设计的微层挤出装置制备了1,9,81,729层4种具有不同层数的聚氯乙烯(PVC)/CaCO_3试样。通过扫描电镜、流变仪、超声波监测仪、增塑剂迁移和力学性能测试分别对试样的结构、取向度,增塑剂迁移稳定性和力学性能进行了研究。结果表明,微层挤出软聚氯乙烯分子链由卷曲状态变为更加有序的线型状态,排列更加紧凑,试样表现出优异的抑制增塑剂迁移性能;纳米碳酸钙可以进一步抑制PVC中增塑剂的迁移,且层倍增单元中的持续剪切作用能够有效分散PVC中的纳米碳酸钙,在降低增塑剂迁移的同时提高复合材料力学性能。     

不同纤维织物/乙烯基酯复合材料的湿热老化

本文将不同纤维织物与750HOI环氧乙烯基酯树脂复合成三种层合结构的复合材料,对比研究了树脂浇铸体及复合材料在60℃与90℃去离子水中的湿热性能。通过材料的吸湿特性、弯曲性能、微观结构以及动态热机械性能的变化,分析了材料的湿热老化机理。研究表明:不同纤维织物增强的复合材料吸湿行为具有较大差异;90℃浸泡2160h后,添加碳纤维表面毡的复合材料F2弯曲强度保留率为70.42%,而表面层为方格布的复合材料J的保留率为51.88%;红外光谱(FTIR)研究表明:90℃湿热老化后复合材料基体树脂发生了水解断裂;扫描电镜(SEM)和动态热机械分析(DMA)研究发现:老化后复合材料中纤维/基体界面发生脱粘破坏,界面结合强度降低,试样的Tg和储能模量减小。     

动态注射成型聚丙烯制品的热氧老化性能EI

利用电磁动态注射机注射成型聚丙烯试样制品,并用热老化试验箱人工加速其试样的老化降解。对比分析了稳态注射和动态注射成型的聚丙烯试样制品热氧老化期间力学性能的变化规律,用红外光谱(FT-IR)分析了聚丙烯试样制品老化前后羰基含量的变化情况。研究结果表明,采用动态注射成型技术,不但可以提高聚丙烯制品的力学性能,而且还能有效提高制品的抗热氧老化性能。制品在热氧老化过程中,其力学性能保持率高于稳态注射成型的聚丙烯制品。采用振频为8 Hz、振幅为0.10 mm的动态注射成型的聚丙烯试样制品的抗热氧老化性能最好。     

Talc/GF复合增强PA66材料的协同效应

采用滑石粉(Talc)/玻纤(GF)作为复合增强体系,通过双螺杆挤出机制备了一系列增强尼龙66(PA66)材料。研究了Talc与GF的配比对增强PA66复合材料力学性能的影响,并用扫描电镜(SEM)和差示扫描量热(DSC)方法对复合材料的微观结构、非等温结晶过程进行了研究。研究结果表明,当PA66/Talc/GF质量配比为70/5/25时Talc与GF复合增强PA66有明显的协同效应,复合材料的拉伸强度、弯曲强度以及缺口冲击强度都明显提高。Talc和GF对PA66具有有效的异相成核作用,其加入使得结晶度增大,结晶温度升高;Talc以及GF在PA66基体中分散均匀,GF沿Talc面取向明显,相互协同形成了特殊的三维网络结构。     

动态注射成型聚丙烯制品的热氧老化性能

利用电磁动态注射机注射成型聚丙烯试样制品,并用热老化试验箱人工加速其试样的老化降解。对比分析了稳态注射和动态注射成型的聚丙烯试样制品热氧老化期间力学性能的变化规律,用红外光谱(FT-IR)分析了聚丙烯试样制品老化前后羰基含量的变化情况。研究结果表明,采用动态注射成型技术,不但可以提高聚丙烯制品的力学性能,而且还能有效提高制品的抗热氧老化性能。制品在热氧老化过程中,其力学性能保持率高于稳态注射成型的聚丙烯制品。采用振频为8 Hz、振幅为0.10 mm的动态注射成型的聚丙烯试样制品的抗热氧老化性能最好。     

熔融挤出温度对PA1010/CaCl2复合材料结构与性能的影响

通过共混挤出制备了尼龙1010(PA1010)/CaCl2复合材料,研究了挤出温度对PA1010/CaCl2复合材料结构与性能的影响。结果表明,随着挤出温度的提高,PA1010/CaCl2复合材料的结晶度越小,结晶不完善程度越大;PA1010/CaCl2复合材料的拉伸强度随熔融挤出温度的提高存在极值现象,冲击强度随熔融挤出温度的提高而增加,弯曲强度随挤出温度的提高而降低。提高挤出温度会降低PA1010/CaCl2复合材料的热变形温度。     

高温老化对T700/HT280双马来酰亚胺复合材料疲劳性能的影响

以多向铺层碳纤维增强双马来酰亚胺(T700/HT280)复合材料和双马来酰亚胺(HT280)树脂为研究对象,采用刚度降的方法研究高温老化对复合材料抗疲劳性能的影响。测量了复合材料和树脂的质损率,并利用FTIR、超声C扫描和动态力学热分析仪(DMA)对高温老化前后材料的化学结构、内部损伤、动态力学行为进行了分析。实验结果表明,随着高温老化时间的延长,两种材料的质损率均呈现先迅速增加后缓慢增加的变化规律。经历长期高温老化后,树脂发生了热氧老化。HT280树脂动态力学性能的变化归因于后固化与热老化效应,T700/HT280复合材料则归因于后固化、热老化和界面脱粘的综合作用。高温老化后T700/HT280复合材料刚度下降的速率与幅度明显小于原始态,表明高温老化后复合材料的后固化与热老化的强化效应明显,导致其抗疲劳性能有一定的提高。     

不同热氧环境对T800碳纤维/环氧树脂复合材料力学性能的影响EI北大核心CSCD

不同热氧环境(70,130,190℃)对碳纤维复合材料的性能有着重要的影响。分析了不同热氧环境下T800碳纤维/环氧树脂复合材料的失重特性,并对比了老化前后的表面形貌、红外光谱、动态力学性能和层间剪切性能。结果表明:在热氧老化初始阶段,质损率急速上升,老化温度越高质量损失越快;试样表面形貌随热氧温度的升高其破坏程度逐渐加剧,在190℃老化后,纤维表面树脂脱落严重,纤维与纤维之间出现裂缝空隙,无树脂填充,在此老化温度下,试样发生了不可逆化学变化;试样的玻璃化转变温度会随老化温度的升高而变大,但内耗呈现先降低后增大再降低的趋势,在70,130,190℃热氧老化后试样剪切强度分别提高6.0%,13.7%和2.1%。相关实验结果和实验现象可为后续研究新型国产T800碳纤维/环氧复合材料提供数据参考。     

聚偏氟乙烯/碳纳米管纳米复合材料的制备和表征

采用超声波分散法制备了聚偏氟乙烯(PVDF)/多壁碳纳米管(MWCNT)复合材料。利用扫描电子显微镜、差示扫描量热法和傅立叶变换红外光谱等方法研究了复合材料的形态,考察了MWCNT用量对复合材料结晶行为和力学性能的影响。结果表明,通过超声处理,PVDF和MWCNTs之间产生了相互作用,复合体以球状的形式存在。MWCNTs的引入导致具有压电性的β相形成和屈服强度的提高。根据实验结果,对PVDF/MWCNT复合球体和β相的形成机理提出了可能的解释。     

湿热老化对玻璃纤维/环氧树脂复合材料性能的影响

为研究玻璃纤维(GF)/环氧树脂复合材料湿热老化机制, 首先, 利用称重法、动态热机械分析仪(DMA)、SEM和矢量网络介电分析仪研究了湿热老化对GF/环氧树脂608(EP608)复合材料性能的影响;然后, 分析了复合材料的吸湿率、力学性能、介电性能与老化时间的关系, 并对其老化机制进行了探讨。结果表明:随老化时间延长, GF/EP608复合材料的力学性能和介电性能均有不同程度的下降;湿热老化对GF/EP608复合材料吸湿率的影响符合Fickian扩散定律;树脂基体的塑化、水解和基体-纤维界面的破坏是造成GF/EP608复合材料力学性能和介电性能下降的主要因素。所得结论可为GF增强环氧树脂基复合材料的应用提供科学依据。      

POE-g-MAH反应性增容HDPE/PA6共混合金的热致形状记忆性能

采用乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)作为高密度聚乙烯(HDPE)/尼龙6(PA6)共混体系的反应性增容剂,通过熔融挤出制备出固定相具有物理交联结构的热致形状记忆合金。研究了组分含量,拉伸比和形变回复温度对合金的形变回复率和回复速率的影响。结果表明,POE-g-MAH的添加显著提高了共混合金的形状记忆性能,当组分配比为80/20/10(HDPE/PA6/POE-g-MAH),形变回复温度为135℃,拉伸比为75%时,试样形变回复率达到96.5%。     

聚DL-丙交酯/羟基磷灰石(PDLLA/HA)复合材料:(Ⅳ)HA表面处理及PDLLA界面作用研究

采用3-甲基丙烯酸丙酯-三甲氧基硅烷(A-174)、聚丙烯酸(PAA)分别对羟基磷灰石(HA)表面进行改性处理,通过溶液共混、取向模压成型技术制备出直径为3.2 mm的聚DL-丙交酯(PDLLA)/HA复合棒材。上述方法由于增进了复合材料在界面的相互作用,从而引起复合材料玻璃化转变温度升高,力学性能也得到了明显的改善。      

秸秆纤维/聚丙烯复合材料的制备及性能研究

以秸秆纤维和聚丙烯为原料,利用双螺杆挤出机共混挤出造粒,然后热压成型制备聚丙烯木塑复合材料。研究了秸秆纤维的用量、偶联剂的种类及用量对该复合材料力学性能和热性能的影响。结果表明:经偶联剂处理后,复合材料的韧性有明显提高,其中,硅烷偶联剂含量为秸秆的10wt%时,可使复合材料的冲击强度在秸秆浓度0.1%时提高91.46%。电镜分析其断面微观结构表明偶联剂处理增加了基体与纤维的界面结合,复合材料的热重实验表明秸秆对复合材料的热稳定性基本没影响。     

阻燃型玻纤增强尼龙10T复合材料的热氧老化行为及热降解动力学

研究了不同热氧老化温度(160℃、200℃和240℃)和时间(0~50d)对溴化环氧树脂/Sb2O3协效阻燃短玻纤增强尼龙10T复合材料(PA10T/GF/FR)的热氧老化行为以及热降解动力学的影响。采用力学性能测试、SEM、DMA和TGA分析对老化前后复合材料的动静态力学、微观形貌以及热降解行为进行研究,并使用Kissinger和Flynn-Wall-Ozawa两种方法计算了复合材料的热降解活化能。结果表明:老化过程中基体树脂降解分子量降低,纤维与基体界面性能恶化,复合材料力学性能下降;160℃老化过程部分PA10T分子链发生交联反应,储能模量和玻璃化转变温度(Tg)增加,200℃和240℃下Tg先上升后下降,老化后期树脂分子链以降解为主;活化能计算表明160℃老化50d后复合材料热稳定性提升,200℃老化50d以及240℃老化30d后,复合材料结构破坏严重,热降解行为变化显著。此外,阻燃剂的添加能够提升老化试样的热稳定性。