GF增强PLA复合材料的界面设计及性能研究

从复合材料的界面设计出发,分别采用聚醚型聚氨酯(PUR)预聚体和硅烷偶联剂KH-560来处理玻璃纤维(GF),制备了相应的GF增强聚乳酸(PLA)复合材料,对其界面及力学性能进行研究。结果表明,经聚醚型PUR预聚体处理过的GF能显著提高PLA的缺口冲击强度,当GF质量分数为20%时,复合材料的缺口冲击强度和拉伸强度分别比纯PLA提高111.9%和51.9%;扫描电子显微镜表明,经聚醚型PUR预聚体处理过的GF与PLA基体形成了良好的柔性界面层,相比于硅烷偶联剂处理后的刚性粘接界面,这种柔性界面能有效改善PLA的脆性。     

云母对聚乳酸热性能的影响

利用转矩流变仪将聚乳酸(PLA)与云母(Mica)熔融共混,制得复合材料(PLA/Mica)。利用热失重仪(TGA)和维卡软化温度仪(VST)仪测试热分解温度和热变形温度,来表征PLA热性能随云母含量变化而变化的情况。结果表明,添加云母后,PLA热稳定性降低,热分解温度随着云母含量的增加而降低;同时,添加云母后PLA耐热变形温度增加,其中云母含量5%的复合材料的维卡软化温度为72.5℃,与纯PLA的64.5℃相比,提高了8℃;在铝酸酯偶联剂DL411、硅烷偶联剂KH-550、KH-560、KH-570四种偶联剂中,偶联剂KH-550表面处理后云母和PLA共混制得的复合材料具有相对较好的热稳定性和热变形温度。     

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。     

KH-560和SEA-171表面处理纳米SiC改性氰酸酯树脂

采用模塑成型法制备了氰酸酯树脂(CE)/纳米SiC(nano-SiC)复合材料,分别采用小分子偶联剂KH-560和大分子偶联剂SEA-171对nano-SiC进行表面处理,考察了不同含量的nano-SiC对CE/nano-SiC复合材料性能的影响,采用透射电子显微镜(TEM)对复合材料的微观形貌进行表征,并通过模型对其作用机理进行了分析。结果表明,当w(nano-SiC)=1.0%时,经KH-560表面处理后的nano-SiC,其复合材料的冲击强度和弯曲强度比纯CE分别提高了86.28%和29.55%;经SEA-171表面处理后的nano-SiC,其复合材料的冲击强度和弯曲强度比纯CE分别提高了95.06%和34.69%;SEA-171的改性效果优于KH-560,对提高CE的力学性能更有利。     

环氧/氢氧化铝复合材料性能研究

采用水解的KH-560处理微米级Al(OH)3粉末,改善其与树脂基体的表面相容性。通过FTIR对处理后的Al(OH)3进行了表征。优化了偶联剂水解条件及用量,并对不同Al(OH)3填充量的环氧/氢氧化铝复合材料分别采用热常数分析仪及电子万能试验机测试了其热导率和力学性能。结果表明,最佳水解条件为8%的KH-560在pH=4.5溶液中室温水解40 min。当KH-560的质量分数为Al(OH)3的10%左右时,效果最优。材料的热导率随着Al(OH)3填充量的增加而增高。填充量为6%时,力学性能达到最优。     

改性超细滑石粉及其对聚氨酯弹性体性能的影响

研究了超细滑石粉的改性及其对聚氨酯(PUR)弹性体性能的影响。结果表明,当采用质量分数为1.0%~1.2%的硅烷偶联剂(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)处理超细滑石粉时能获得分散性良好、活性指数较高的改性超细滑石粉;在PUR基体中添加约15%的改性超细滑石粉时,此种PUR弹性体具有较好的综合力学性能,良好的耐油性、耐水性及加工收缩性、尺寸稳定性。     

纳米SiC改性氰酸酯树脂的性能及其作用机理研究

采用模塑成型法制备氰酸酯树脂(CE)/纳米SiC复合材料,通过冲击强度和弯曲强度测试,分别考察了纳米SiC及其经偶联剂KH-560表面处理后对CE/纳米SiC复合材料力学性能的影响,并通过理论分析探讨了其作用机理。结果表明,纳米SiC能够有效地改善复合材料的力学性能,而经KH-560表面处理的纳米SiC能进一步提高复合材料的冲击强度和弯曲强度;当纳米SiC含量为1 %时,CE/纳米SiC和CE/纳米SiC/KH-560复合体系的冲击强度分别提高了73.66 %和86.26 %,弯曲强度分别提高了20.85 %和29.56 %。     

偶联剂KH-560对CE/纳米-SiO_2复合材料凝胶性的影响

采用高速均质剪切法制备CE/纳米-SiO2复合材料,通过测试凝胶化时间和粘度变化,考察了偶联剂KH-560表面处理纳米-SiO2对复合材料凝胶性的影响。结果表明,KH-560能够有效提高复合材料的凝胶特性;在90℃时,相对未处理的CE/纳米-SiO2复合材料,经KH-560表面处理后的CE/纳米-SiO2复合材料粘度提高率为15.99%,凝胶化时间缩短率为11.34%。     

偶联剂复合改性绢云母的研究

用硅烷偶联剂(silane coupling agent,SCA)、γ-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-550)、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH-560)、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH-570)对片状绢云母进行表面改性。红外光谱分析结果表明:SCA通过与绢云母表面的羟基发生化学键合而实现对超细绢云母表面的修饰改性。扫描电镜(SEM)和接触角测试表明:KH-550和KH-570对绢云母改性效果较佳,KH-560改性效果相对较差。在此基础上,进一步研究了KH-550和KH-570对绢云母的复合改性,结果表明:复合改性后绢云母的疏水亲油性得到更大的提高,对绢云母的表面改性效果最佳。     

表面改性MCC对PLA复合材料力学与热稳定性能的影响

采用硅烷偶联剂(γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,KH-570)和纳米羟基磷灰石(n-HA)分别对微晶纤维素(MCC)表面处理.运用熔融共混方法制备改性微晶纤维素/聚乳酸(MCC/PLA)复合材料.研究了不同的MCC表面改性方法对MCC/PLA复合材料力学性能和热稳定性能的影响.结果表明:硅烷偶联剂KH-570化学包...     

原位聚合法制备聚乳酸/滑石粉复合材料

用硅烷偶联剂对超细滑石粉（Talc）改性后,采用原位聚合法制备出不同质量分数的聚乳酸/滑石粉（PLA/Talc）复合材料,并采用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）、核磁共振波谱仪（NMR）、热失重分析仪（TG）、偏光显微镜（POM）等方法对复合材料进行表征。结果表明,Talc粒子在复合材料中均匀分散;PLA/含量3 %Talc的复合材料的拉伸强度、冲击强度分别比纯PLA增加了102.56 %和47.83 %,复合材料的热稳定性也明显提高;Talc促进了PLA结晶性能,在一定程度上提高其力学性能,复合材料降解速率比于纯PLA明显加快。     

Preparation and mechanical properties researches of silane coupling reagent modified β-silicon carbide filled epoxy composites

The β-silicon carbide (β-SiC) micro particles modified by silane coupling reagent of γ-glycidoxy propyl trimethoxy silane (KH-560) were employed to prepare β-silicon carbide/epoxy resin (SiC/EP) by blending-casting moulding method to acquire polymer composites with high mechanical properties. Mechanical tests demonstrate that, both the flexural and impact strength of the composites increased firstly with the increasing content of SiC, but decreased with excessive addition of SiC. When the mass fraction of SiC was 10%, the mechanical properties of SiC/EP composites were maximum. Meantime, the use of SiC particles modified by KH-560 significantly enhanced mechanical properties of SiC/EP composites. The surface performance of SiC was characterized and analyzed by XPS, FTIR and TGA. The results indicated that a chemical bonding formed between KH-560 and SiC, and a layer of organic single molecule membrane formed on the surface of SiC. And the maximum mass fraction of KH-560 coated on the surface of SiC was about 2.62%.     

硫酸钡表面改性及其在PVC中的性能研究

使用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-570)以及硬脂酸(SA)对沉淀硫酸钡(BaSO4)粉末进行表面处理,并使用接触角测试仪、管式炉和红外光谱仪对改性BaSO4进行表征。进一步将改性BaSO4添加到聚氯乙烯(PVC)中,研究了它们对PVC/BaSO4复合材料基本力学性能的影响,并分析了复合材料冲击截面的断裂面形貌。结果表明,改性BaSO4的表面接触角显著增大,红外光谱显示有基团峰出现,质量损失率明显变大,其中SA的改性效果最佳,接触角为134.5°,质量损失率为4.65%。和添加未改性BaSO4的PVC复合材料相比较而言,添加改性BaSO4的PVC复合材料的拉伸性能和撕裂性能均有所增强,硬度变化不大,其中,总体上SA的表面改性效果最佳,PVC/BaSO4复合材料的拉伸强度、撕裂强度和邵氏D硬度分别达到28.68 MPa、151.03 N/mm、70.2。复合材料断裂表面的扫描电子显微镜分析表明,经过改性的BaSO4粉末在复合材料中的分散性变得更好。     

Hydrolysis and thermal degradation of poly(L‐lactide) in the presence of talc and modified talc

Talc and talc modified with trimethoxy(octadecyl)silane (O‐talc) were melt compounded with poly (L ‐lactide) (PLA). The crystallization behavior, tensile properties, and impact strength of the PLA composites were examined before and after the incorporation of talc and O‐talc. The molecular weight of PLA in the PLA composites was measured as a function of the hydrolysis time and temperature. The effect of talc and O‐talc on the thermal stability of PLA was examined and quantified by the activation energy of thermal degradation and the integral procedural decomposition temperature value determined from the corresponding thermo‐gravimetric analysis weight loss profiles. © 2012 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci., 2013     

PLA/PCL/滑石粉复合材料的制备与性能

在聚乳酸(PLA)中添加不同含量的聚己内酯(PCL)和滑石粉,同时添加增容剂柠檬酸三丁酯(TBC),通过熔融共混制备一系列PLA/PCL/滑石粉复合材料。主要研究了PCL、滑石粉以及TBC对PLA力学性能和结晶性能的影响。结果表明,PCL提高了PLA的韧性,但降低了强度,滑石粉主要起到了增强作用,但降低了PLA韧性,而将两者共同添加到PLA中可以起到一定的增强增韧作用,其异相成核作用也提高了PLA的结晶度。增容剂TBC的加入,改善了PLA和PCL的相容性,提高PCL的增韧效果以及复合材料的结晶度,但略微降低了PLA的拉伸强度。当PCL和滑石粉质量分数均为10%且加入0.5份的TBC后,PLA/PCL/滑石粉复合材料的断裂伸长率、拉伸强度、结晶度分别为13.3%,61.6 MPa,43.0%,相比纯PLA分别提高了533%,2%,73.4%。     

偶联剂对 PPS/PA66/T-ZnOw 复合材料力学性能的影响

采用硅烷偶联剂KH-560和钛酸酯偶联剂TM-38S对四针状氧化锌晶须(T-ZnOw)进行表面改性,制备了相应的聚苯硫醚(PPS)尼/龙(PA)66/T-ZnOw复合材料,研究了两种偶联剂及其复合体系对T-ZnOw表面改性效果和相应复合材料力学性能的影响,并利用扫描电子显微镜对复合材料的断面形态进行了观察。结果表明,钛酸酯偶联剂TM-38S对T-ZnOw的表面改性效果要优于硅烷偶联剂KH-560;两种偶联剂均提高了复合材料的拉伸强度、断裂伸长率和缺口冲击强度,但对复合材料的弯曲强度影响不大。其中TM-38S改性T-ZnOw与PPS/PA66复合后所得材料的力学性能优于KH-560改性T-ZnOw的材料。两种偶联剂的复合体系虽然可以弥补KH-560副反应对T-ZnOw表面改性的不利影响,但对改善复合材料力学性能的协同作用不明显。     

Influence of heat treatment on the heat distortion temperature of poly(lactic acid)/bamboo fiber/talc hybrid biocomposites

Influence of heat treatment and fillers on the heat distortion temperature (HDT) of poly(lactic acid) hybrid biocomposites was intensively studied through HDT testing, polarizing microscope (POM), differential scanning calorimetry (DSC), and dynamic mechanical analysis (DMA). With loading 20 wt % BF or 20 wt % talc, improvement of HDT in PLA composite was about 10°C comparing with neat PLA after heat treatment. Moreover, there was a great improvement (above 45°C) of HDT in PLA composites with loading 20 wt % BF and 20 wt % talc simultaneously after heat treatment. Transcrystallization was observed during heat treatment and isothermal crystallization of PLA composites with loading BF and talc simultaneously. There was no similar phenomenon in other PLA composite with loading only one filler. The possible mechanism of forming transcrystallization was proposed. DSC and DMA were also used to clarify the variation in HDT before and after heat treatment, and the results suggest that the crystallinity, modulus and glass transition changed, especially formation of transcrystallization played a key role in improvement of HDT in PLA composites. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2012     

纳米碳化硅改性氰酸酯树脂研究

采用纳米碳化硅(nm-SiC)对氰酸酯树脂(CE)进行了改性,通过静态力学性能测试,TGA和DMA分析考察了nm-SiC含量对CE/nm-SiC复合材料性能的影响。结果表明,经硅烷偶联剂KH-560表面处理的nm-SiC更能有效地改善CE的力学性能和耐热性:相对纯CE,经KH-560表面处理的nm-SiC质量分数为1.00%的CE/nm-SiC复合材料的冲击强度和弯曲强度分别提高86.26%和29.56%,玻璃化转变温度由246℃提高到287℃,5%热失重温度由388℃提高到455℃。     

玻纤增强PPS/MgO绝缘导热复合材料的研究

通过双螺杆挤出机将聚苯硫醚(PPS)与MgO混合挤出,同时添加玻璃纤维(GF)挤出造粒制备了玻纤增强PPS/MgO绝缘导热复合材料。研究了材料的导热性能与MgO含量的关系。研究发现,材料的热导率随MgO含量的增加而增大;GF替代部分MgO后,导热性能有所降低,但拉伸强度和冲击强度等力学性能得到提高;偶联剂用量在0.5%时可提高PPS/MgO绝缘导热复合材料的热导率。