聚丙烯/纳米钛合金复合材料力学性能的研究

将经有机化处理的纳米钛合金粉体与聚丙烯通过熔融共混制得了聚丙烯/纳米钛合金复合材料;利用XRD对聚丙烯及其复合材料的结晶形态以及复合材料中钛合金粉体的粒径进行了分析;研究了钛合金粉体对复合材料拉伸模量、拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度及屈服强度的影响。结果显示,纳米钛合金粉体的加入有利于聚丙烯基体形成具有良好冲击强度的β型晶体;在钛合金粉体用量适当时,复合材料的拉伸模量、拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度均有所提高,其中冲击强度和断裂伸长率提高尤其显著。     

聚丙烯/纳米钛合金复合材料耐候性研究

将纳米钛合金与聚丙烯(PP)经熔融共混制得PP/纳米钛合金复合材料,研究了PP及其复合材料在大气暴露条件下的耐候性,利用傅立叶变换红外光谱仪分析了老化前后PP及其复合材料的化学结构。结果表明,纳米钛合金能明显地改善PP的耐候性。在大气条件下暴露90d后,复合材料的断裂伸长率和缺口冲击强度保持率明显高于纯PP;复合材料的拉伸强度、拉伸弹性模量甚至还高于暴露前的值,而纯PP的拉伸强度则小于暴露前的值,拉伸弹性模量的增幅也小于复合材料。     

高性能耐沾污环氧纳米复合材料的研究

制备了1种有机蒙脱土/纳米TiO_2/环氧树脂复合材料,采用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射分析以及力学和耐沾污性测试研究了复合材料的性能。结果表明,由于有机蒙脱土、纳米TiO_2与环氧树脂间的相互作用,蒙脱土层被高度剥离,所得的二维蒙脱土纳米单片与零维纳米TiO_2颗粒交错分布于树脂基体中。所制备的复合材料的拉伸模量、拉伸强度、弯曲模量、弯曲强度和缺口冲击强度分别为纯树脂体系的254.75%,181.53%,121.12%,125.25%和165.57%,材料的耐沾污性也达到了0级无污染水平。     

纳米氧化锌在槟榔纤维素短纤维/天然橡胶复合材料中的应用

研究纳米氧化锌在槟榔纤维素短纤维（BCF）/天然橡胶（NR）复合材料中的应用。结果表明：与普通氧化锌相比，纳米氧化锌在BCF/NR复合材料中分散均匀，无明显团聚现象；随着纳米氧化锌用量增大，BCF/NR复合材料的硫化速率和交联密度提高，耐溶胀性能、拉伸性能和撕裂强度先提升后降低；纳米氧化锌用量为4份时，BCF/NR复合材料的拉伸性能、撕裂强度、耐溶胀性能和耐老化性能最好。     

表面改性SiO_2对PP基复合材料性能的影响

分别采用正辛基三乙氧基硅烷、正十二烷基三甲氧基硅烷对纳米SiO2晶须表面接枝改性,并制备了改性PP/nano-SiO2复合材料,探讨了偶联剂种类与复合材料性能间的关系。研究发现:改性PP/nano-SiO2复合材料弯曲强度、拉伸强度和弯曲模量略低于未改性的PP/nano-SiO2复合材料,但冲击强度和断裂标称应变更优;改性PP/nano-SiO2复合材料具有更好的耐磨性能和耐刮擦性能;正十二烷基三甲氧基硅烷改性纳米SiO2能够明显提高复合材料的热变形温度,且耐刮擦性能和耐磨性能优于正辛基三乙氧基硅烷改性纳米SiO2和未改性SiO2,能够在车用内饰件领域得到更好的应用。     

TiO_2/PS复合材料力学性能的研究

聚苯乙烯具有优良的使用性能,但是其耐环境应力、抗冲击性能及耐溶剂性能较差,热变形温度较低(70～98℃),使它的应用受到限制。许多研究者利用不同材料对聚苯乙烯进行了改性研究。笔者采用硅烷偶联剂对纳米TiO_2进行了表面有机改性,采用熔融共混的方法制备了聚苯乙烯/TiO_2纳米复合材料。并测试其拉伸强度、冲击性能和维卡软化温度。结果证明,纳米复合材料的拉伸强度先增大后减小,改性后纳米TiO_2添加量为0.9wt%时,材料的拉伸强度达到最大值35.7MPa;冲击强度先增大后减小。改性后纳米TiO_2添加量为0.9wt%时,材料的冲击强度最大;随着纳米TiO_2量的增加维卡软化温度降低,但是幅度不大。     

纳米ZnO改性环氧树脂研究

以镀锌渣为原料制备纳米ZnO,研究纳米ZnO的含量对EP/纳米ZnO复合材料的拉伸、弯曲和冲击等力学性能的影响。结果表明:添加普通ZnO和纳米ZnO均增加环氧树脂的拉伸强度和弯曲强度。随着普通ZnO含量的增加,复合材料的拉伸强度和弯曲强度增加。然而,随着纳米ZnO含量的增加,复合材料的拉伸强度和弯曲强度的增加幅度先增加后减小,当纳米ZnO含量为5%时,拉伸强度和弯曲强度最大。在含量相同的情况下,纳米ZnO增强效果优于普通ZnO;添加普通ZnO会降低环氧树脂的冲击强度,而一定量的纳米ZnO能增加其冲击强度。随着纳米ZnO含量的增加,复合材料的冲击强度也逐渐增大,当其含量为5%时,冲击强度最大。     

EP/纳米SiO2/空心微珠复合材的性能研究

选用微米级空心微珠和纳米SiO2作为填料,制备环氧树脂(EP)／纳米SiO2／空心微珠复合材料,研究空心微珠用量对复合材料的拉伸性能和冲击性能的影响,采用扫描电镜(SEM)研究复合材料的断裂模式,初步讨论了复合材料的隔热性能。结果表明,纳米SiO2和空心微珠的加入可以提高复合材料的拉伸强度和冲击强度,并且当空心微珠用量为10％、纳米SiO2用量为3％时,复合材料的各项力学性能最佳。随着空心微珠含量的继续增加,复合材料的拉伸强度和冲击强度均有不同程度的降低,拉伸弹性模量却有提高趋势。此外,空心微珠的加入使复合材料的脆性提高、韧性降低,隔热性能却有所改善。     

纳米SiO2对EP／国产芳纶Ⅲ纤维复合材料性能的影响

选择纳米SiO2作为增强材料改性环氧树脂(EP)基体,与国产芳纶Ⅲ纤维缠绕成复合材料。研究了不同含量的纳米SiO2对EP基体拉伸性能和冲击性能的影响;通过NOL环复合材料剪切强度测试和纤维缠绕Φ150mm容器水压爆破实验,研究了不同含量纳米SiO2对EP/国产芳纶Ⅲ纤维复合材料层间剪切强度和纤维强度转化率的影响。结果表明,EP基体中纳米SiO2质量分数为3%时,对基体拉伸和冲击性能均有显著改善,拉伸强度和冲击强度分别提高28.8%和22.6%,EP/国产芳纶Ⅲ纤维复合材料的层间剪切强度达到最大值,比未改性配方高出约56.8%;Φ150mm容器水压爆破结果表明,纳米SiO的加入使纤维强度转化率平均提高7%以上。     

炭黑/蒙脱土/SBR纳米复合材料的性能研究

采用少量（0～5份）蒙脱土（MMT）等量替代炭黑，考察炭黑／MMT／SBR纳米复合材料的硬度、强伸性能、耐磨性能和耐屈挠龟裂性能。结果表明，随着炭黑／MMT并用比的减小，炭黑／MMT／SBR纳米复合材料的拉伸强度、撕裂强度和耐屈挠龟裂性能明显提高，耐磨性能有所下降，但降幅不大。     

滑石粉对聚丙烯/聚烯烃弹性体共混物结晶行为和力学性能的影响

采用双螺杆挤出机制备了均聚聚丙烯(PPH) /聚烯烃弹性体( POE) 共混物和PPH/POE/滑石粉三元共混体系。使用差示扫描量热仪和万能试验机研究了共混物和复合材料的结晶性能、力学性能和加工性能。结果表明,POE对PPH力学性能和结晶性能有明显的影响,随着POE用量的增加,PP/POE共混物的结晶度明显下降,PPH/POE 共混物的冲击强度明显提高,但拉伸强度显著降低。POE含量为20 %时,冲击强度由2.1 kJ/m2提高到39 kJ/m2,拉伸强度由30 MPa 降低到22MPa。加入滑石粉可以提高PPH/POE共混物的拉伸强度,滑石粉添加量1份时,可使共混物的拉伸强度提高到24 MPa。     

纳米SiO_2/UP复合材料的力学性能和热性能研究

通过熔融共混、模压成型方法,制备了纳米二氧化硅(SiO2)/不饱和聚酯(UP)复合材料,研究了纳米SiO2含量对复合材料的力学性能、动态力学性能和热膨胀性能的影响,采用SEM观察了复合材料的磨损面形貌。结果表明:当纳米SiO2含量为2.5%时,SiO2/UP复合材料的冲击强度和弯曲强度比纯UP分别提高了28.57%、8.43%;当纳米SiO2含量为3.5%时,SiO2/UP复合材料的玻璃化转变温度比纯UP提高了16℃;当纳米SiO2含量为0.5%时,SiO2/UP复合材料的热膨胀系数为41.367×10-6K-1;加入纳米SiO2后,SiO2/UP复合材料的磨损机理主要表现为磨粒磨损和黏着磨损。     

纳米Si_3N_4/氰酸酯树脂电子封装材料的研究

采用硅烷偶联剂(KH-560)对nano-Si3N4进行表面处理,然后以此作为4,4′-二氰酸酯基二苯基甲烷(BCE)的改性剂,制备了nano-Si3N4/BCE电子封装材料,并研究了该体系的静态力学性能、动态力学性能以及介电性能。结果表明:nano-Si3N4的加入提高了材料的冲击强度和弯曲强度,当w(nano-Si3N4)=3%时,冲击强度、弯曲强度分别由纯BCE的10.1 kJ/m2和94.11 MPa提高到14.58 kJ/m2和112.13 MPa;Nano-Si3N4/BCE体系的储能模量在低温区略低于纯BCE体系,在高温区则略高于纯BCE体系;改性体系的介电常数高于纯BCE体系,但介电损耗因子则低于纯BCE体系。     

尼龙6/纳米钛合金复合材料的制备及结构

将经过有机化处理的纳米钛合金粉体与尼龙6通过熔融共混制备成了尼龙6/纳米钛合金复合材料。X-射线衍射和透射电镜显示,在钛合金粉体含量低时,钛合金粉体在尼龙6基体中实现了纳米尺度的分散,但随钛合金粉体含量增加,团聚现象明显增加;红外光谱(IR)分析和Molau试验表明,复合材料中钛合金粉体与周围尼龙6分子间存在某种键合;实验结果还表明,钛合金粉体对尼龙6基体的化学结构和结晶形态没有产生明显的影响。     

A-CaCO3及HDPE-g-MAH对HDPE复合材料性能的影响

采用熔融混炼法制备了活性碳酸钙(A-CaCO3)填充高密度聚乙烯(HDPE)复合材料。研究了A-CaCO3和马来酸酐接枝HDPE(HDPE-g-MAH)对复合材料力学性能、结晶性能的影响;并采用SEM对复合材料的微观形貌进行了观察。研究结果表明:A-CaCO3对HDPE/A-CaCO3复合材料的拉伸强度和弯曲强度影响不大,但能提高复合材料的冲击强度和结晶度;HDPE-g-MAH的加入能够显著改善A-CaCO3与基体HDPE之间的界面相容性,提高HDPE/HDPE-g-MAH/A-CaCO3复合材料的拉伸强度和结晶度,但降低了复合材料的冲击强度。     

碱处理对酚醛树脂/剑麻纤维复合材料性能的影响

用碱处理方法对剑麻纤维(SF)进行表面改性,再与酚醛树脂(PF)混合、塑炼、模压成型,制备了PF／SF复合材料,对其冲击强度、弯曲强度、耐磨性、吸水性及热性能进行测试,借助偏光显微镜和扫描电子显微镜观察、分析了复合材料的形态结构。结果表明,经碱处理的SF提高了PF／SF复合材料的综合性能,其原因与界面作用得到加强有关。     

纳米氮化硅/三元乙丙橡胶复合材料的制备与性能

用甲基丙烯酸锌原位聚合改性纳米氮化硅,再将改性纳米氮化硅填充到三元乙丙橡胶中以制备纳米橡胶复合材料,研究了复合材料的基本力学性能、耐热老化性能、耐油性能和耐磨性能等。结果表明,添加改性的纳米氮化硅在一定程度上提高了三元乙丙橡胶的撕裂强度、扯断伸长率和拉伸强度,邵尔A硬度也小幅上升。当改性纳米氮化硅的添加量为1.0份(质量)时,纳米氮化硅/三元乙丙橡胶复合材料的耐热老化性能和耐油性能有一定程度的提高,其综合性能也达到最佳。用甲基丙烯酸锌原位聚合改性可以改善纳米氮化硅与三元乙丙橡胶基质间的界面作用,提高其在三元乙丙橡胶中的分散效果。     

纳米SiO2填充改性聚丙烯的研究

通过双螺杆挤出机组共混造粒以及注射成型的方法制备纳米二氧化硅/聚丙烯复合材料试样条。测试样条的性能,分析和研究不同配比的纳米SiO2含量对复合材料的影响。实验结果表明,加入少量的纳米SiO2后,复合材料的力学性能有较为明显的改善。当纳米SiO2含量为1%时,复合材料的拉伸强度提高了9.40%;熔体流动速率提高了5.0%;当纳米SiO2含量为0.5%时,冲击强度提高了16.44%。     

PA6/纳米CaCO3复合材料的制备和性能

在适宜的条件下将纳米CaCO3用硬脂酸通过超高速混合进行表面处理。采用熔融共混工艺制备了PA6/纳米CaCO3复合材料。结果表明，纳米CaCO3含量为1份左右时复合材料的拉伸强度达到最大值，比PA6高约11%，纳米CaCO3含量10份左右时复合材料缺口冲击强度达到最大值，比PA6高约40%；复合材料的拉伸弹性模量随纳米CaCO3含量增加而提高，在纳米CaCO3含量为10份时较PA6提高约20%，20份时提高约30%。