Gd_2O_3/MC尼龙纳米复合材料的制备及性能研究

用原位分散聚合法制备了一系列Gd2O3/ME尼龙纳米复合材料,用SEM观察了Gd2O3纳米粒子在MC尼龙基体中的分散情况,用XRD研究了复合材料的晶体结构,并对复合材料的力学性能进行了表征.研究结果表明:(1)用原位分散聚合法制备Gd2O3//ME尼龙纳米复合材料是可行的,Gd2O3纳米粒子均匀分散在MC尼龙基体中,团聚情况较少;(2)GD2O3纳米粒子没有改变MC尼龙的结晶形态,但使其晶格尺寸发生了一定程度的改变;(3)纳米Gd2O3的加入可明显改善MC尼龙的力学性能,对MC尼龙同时具有增强和增韧双重效果.随着纳米Gd2O3用量的增加,复合材料的拉伸强度、断裂伸长率、缺口冲击强度、弯曲强度和弯曲模量都呈先升后降的趋势.当纳米Gd2O3用量为0.5%时,复合材料的综合性能最好,其拉伸强度、断裂伸长率、缺口冲击强度、弯曲强度和弯曲模量分别比MC尼龙基体提高19.6%、47.2%、19.7%、9.3%%和11.7%.     

蛭石填充尼龙66复合材料的结构与性能研究

通过熔融共混法制备了一系列蛭石填充尼龙66复合材料,测试了复合材料的力学性能,用SEM、DSC、WAXD和HAAKEⅡ高压毛细管流变仪等方法研究了复合材料的微观结构、非等温结晶过程和结构、流变性能.结果表明:蛭石的加入提高了尼龙66的拉伸性能和弯曲性能.随蛭石填充量的增加,尼龙66复合材料的拉伸强度变化不大,均提高了约12%;弹性模量、弯曲强度和弯曲模量基本呈线性上升趋势,当填充量为26%时,分别提高了116%、32%、55%;当填充量小于16%时,冲击强度降低不多,但填充量大于16%时,冲击强度降低较多;蛭石对尼龙66具有有效的异相成核的作用.与纯尼龙66相比,蛭石填充复合材料的结晶温度升高,过冷度降低,结晶峰半高宽减小,半结晶周期减小;蛭石在尼龙66基体中分散较均匀,部分蛭石粒径在纳米级,蛭石与尼龙66树脂之间有较好的粘结作用;蛭石的加入使尼龙66非牛顿指数减小,尼龙66对剪切力敏感性下降.     

MC尼龙6/ZnO纳米复合材料的一步合成与性能

采用一步原位聚合合成了MC尼龙6/ZnO纳米复合材料。对合成工艺条件和MC尼龙6/ZnO纳米复合材料的性能进行了研究。研究表明,当超声温度为80℃,超声时间为20min,偶联剂加入量为1%时,合成的MC尼龙6/ZnO纳米复合材料力学性能最优。纳米ZnO在基体中达到了纳米级的分散,起到同时增强增韧的作用;MC尼龙6/纳米ZnO复合材料表面电阻系数比MC尼龙6降了105倍;摩擦系数降低了0.15;起始降解温度提高了9℃,最大失重速率温度提高了21℃。说明一步合成MC尼龙6/纳米ZnO复合材料的抗静电性能、摩擦磨损性能和热稳定性都明显优于MC尼龙6。     

MMT/PA6插层复合材料的制备及性能研究

采用熔融插层法,通过双螺杆挤出机成功制备了尼龙6/蒙脱土插层复合材料,并分析了力学性能、吸水性能和耐热性能。研究结果表明复合材料的综合性能较普通尼龙6有很大的提高。当复合材料中蒙脱土含量为3%时,其弯曲强度、布氏硬度、屈服强度、弹性模量达到最优,较普通尼龙6分别提高了33.8%、23%、21.7%、12%,断裂伸长率及冲击强度则分别下降了28%和51.7%,吸水量下降了50%,热稳定性较普通尼龙6也有了很大提高。     

MC尼龙/石墨复合材料的制备及性能研究

采用超细胶体石墨粉末对铸型(MC)尼龙进行改性研究以期获得性能更优良的MC尼龙复合材料。探讨了不同石墨添加量对复合材料力学性能、磨耗性能和热稳定性能的影响及其可能的影响机理。结果表明:石墨添加量在0.5%时MC尼龙/石墨复合材料综合性能最佳,大大提高了MC尼龙各方面的性能。MC尼龙性能的提高将使其具有更广阔的发展市场。     

碳纳米管对环氧树脂基纳米复合材料的力学和电学性能影响(英文)

以碳纳米管(MWCNT)为添加剂,制备出碳纳米管/环氧树脂复合材料,并探讨MWCNT质量分数对其力学和电学性能的影响。结果表明,当MWCNT含量分别为0.1%和0.25%时,该复合材料的拉伸强度和弯曲模量达到最大值。随着M WCNT含量的增加,拉伸模量增加和应变损坏率降低,这表明复合材料由塑性变形到脆性变形演变。当M WCNT含量为0.05%时样品弯曲强度最高;当M WCNT含量为0.5%时,样品出现电渗流阈值。M WCNT在环氧树脂基体中的良好分散对提高复合材料力学性能起重要作用。分散不均的MWCNT易团聚,会引起早期失效和电学性能降低。     

MC尼龙/Dy_2O_3纳米复合材料的制备及性能研究

用原位分散聚合法制备了MC尼龙/Dy2O3纳米复合材料,采用SEM、XRD、力学性能测试等对复合材料进行了分析。研究表明,加入少量纳米Dy2O3可明显改善MC尼龙的力学性能和耐磨性,起到同时增强、增韧和耐磨的作用,当纳米Dy2O3的用量为0.5%时,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率达到最大值,分别比MC基体提高15.9%和49.3%,当纳米Dy2O3的用量为1.0%时,复合材料的缺口冲击强度达到最大值,比MC尼龙提高26.8%,磨耗体积达到最小值,比MC尼龙降低84.6%。     

纳米ZnO对MC尼龙结构和性能的影响

采用原位聚合反应制备了纳米ZnO/MC尼龙6复合材料。对所制备的复合材料进行力学性能、 形貌、 结构检测及DSC、 XRD分析, 结果表明: 复合材料中的ZnO粒径小于100nm, 分布均匀; 纳米ZnO/MC尼龙6复合材料拉伸强度比纯MC尼龙6提高20%; 断裂伸长率提高33%; 弯曲模量提高36%; 冲击强度提高87%。纳米ZnO的加入对α晶型的衍射特征峰影响不大, 不改变尼龙6的结晶形态, 但使晶粒度加大, 结晶度减小; 动态高温XRD分析表明, 加入纳米ZnO, 能提高MC尼龙融熔温度, 纳米ZnO/MC尼龙6复合材料的结晶形态和相对结晶度在高低温度间基本是可逆的。      

偶联剂处理对玻璃纤维/ 尼龙复合材料力学性能的影响

采用KH-550 和KH-570 两种不同的偶联剂处理玻璃纤维, 得到的玻璃纤维增强铸型(MC) 尼龙复合材料( GFRMCN) 的力学性能差别很大。经过KH-570 处理GFRMCN 力学性能降低, 而经过KH₂550 处理能有效提高其力学性能; KH₂550 质量分数与处理的玻璃纤维质量分数之间符合定量关系式, 含量为0. 2 %时, GFRMCN的弯曲强度提高了35 % , 弯曲模量提高了72 % , 拉伸强度提高了46 % , 弹性模量提高了88 % , 冲击强度提高了41 %。KH-550 偶联剂在玻璃纤维与尼龙基体之间形成良好界面结合, 达到增强效果; 而未经处理的玻璃纤维断裂时从基体中拔出, 玻纤与尼龙界面相当于缺陷, 使MC 尼龙性能下降。      

铸型尼龙及其复合材料的摩擦学性能和晶型转变

利用 MM- 2 0 0摩擦磨损试验机研究了在干摩擦和水润滑条件下铸型尼龙 (MC尼龙 )及其复合材料的摩擦磨损性能 ,并利用红外光谱分析了材料在不同磨损条件下发生的物理化学变化。研究结果表明 ,在干摩擦条件下 ,当载荷与速度的积 (pv值 )小于 84 N.m/s时玻璃纤维增强 MC尼龙复合材料(GF/MC)的摩擦系数和磨损率都比 MC尼龙低 ;当 pv值大于 84 N.m/s时 ,GF/MC的摩擦系数略高于MC尼龙 ,而磨损率则远大于 MC尼龙 ,随 pv值的改变 ,磨损机理发生了变化。在水润滑条件下二者的摩擦系数降低 ,GF/MC的耐磨性比纯基体显著提高。光谱分析表明 ,MC尼龙及其复合材料在摩擦过程中会发生晶型转变 ,在干摩擦后 α晶型减少 ,γ晶型增多 ,在水润滑后 α晶型增多 ,而 γ晶型减少     

短切碳纤维增强MC尼龙复合材料的制备与性能

MC尼龙是一种已得到广泛应用的重要的工程塑料,但存在尺寸稳定性较差、热稳定性不高和重载下强度欠佳等缺点。本研究采用短切碳纤维(SCF)作为改性剂,探索研究了SCF/MC尼龙复合材料的制备工艺,研究了不同的SCF含量对复合材料密度、转化率、机械性能、摩擦性能及结晶度的影响。结果表明：在0～20%SCF含量范围内,复合材料的密度及拉伸强度表现为先增大后减少;转化率和冲击强度为20%SCF复合材料最为突出;而摩擦系数、磨损量在加入SCF后呈现先减少后增加的趋势。在10%SCF含量时,材料表现出较好的摩擦性能,同时结晶温度增大到182.95℃,结晶度为35.57%。研究结果证实通过添加适当比例的SCF改性剂可以有效改善MC尼龙的性能,这为进一步开发满足某些特殊螺旋传动下的新型复合材料做了有益尝试。     

MC尼龙6/Kevlar纤维复合材料的动态流变性能

利用应力熔体流变仪研究了MC尼龙6及MC尼龙6/Kevlar纤维(KF)复合材料的动态流变性能。结果表明,随着剪切频率ω的增加,MC尼龙6及其复合材料熔体的动态黏度η′均减小,储能模量G′和损耗模量G″均增大;随着纤维用量的增加,MC尼龙6的熔体黏度呈增加的趋势;低频率时,纯MC尼龙6熔体以粘性流动为主,高频率时,熔体以弹性流动为主;加入纤维后,复合材料的熔体以粘性流动为主,且不同纤维含量的复合材料有着相似的G′~ω和G″~ω。这些结论也可由lgG′~lgG″关系图得到。     

长玻纤增强尼龙66复合材料的耐化学腐蚀性能研究

在自制的装置中用硅烷偶联剂KH550对长玻纤(LGF)进行表面处理之后,采用熔融共混法制备了尼龙66/玻纤复合材料,并通过力学性能测试和扫描电镜分析研究了其在10%盐酸、10%氢氧化钠、乙二醇和120#溶剂油等4种介质中的耐化学腐蚀性能。结果表明,10%盐酸溶液对尼龙66原样的腐蚀最为严重,在盐酸中浸泡7d后其拉伸强度和弯曲强度分别只有原来的44.4%和20.2%,玻纤的加入明显减缓了盐酸对尼龙66的腐蚀,7d后复合材料的拉伸强度和弯曲强度分别为原来的68.0%和48.6%。其次是10%的氢氧化钠溶液;再者是乙二醇;120#溶剂油对复合材料综合力学性能的影响不大。玻纤的加入有效阻止了尼龙66的酸解、碱解以及醇解的程度,在一定程度上提高了复合材料物理力学性能的保持率。     

碳纤维-Ni/尼龙66复合材料的制备与性能表征

为制备低电阻率的尼龙66基复合材料,以碳纤维和镍粉(Ni)填充尼龙66制备碳纤维-Ni/尼龙66高导电复合材料。研究填料表面改性和含量对碳纤维-Ni/尼龙66复合材料导电性能和力学性能的影响。结果表明:KH550改性碳纤维和Ni有助于降低碳纤维-Ni/尼龙66复合材料的电阻率。碳纤维-Ni/尼龙66复合材料的电阻率随着碳纤维和Ni含量的增加而减小,且碳纤维和Ni填充尼龙66的导电逾渗阈值均为20wt%,此时制备的碳纤维-Ni/尼龙66复合材料的电阻率为455Ω·cm,熔融温度为202.2℃。碳纤维-Ni/尼龙66复合材料的弯曲强度和拉伸强度随着碳纤维或Ni含量的增加而先增大后减小。当Ni含量为20wt%时,碳纤维-Ni/尼龙66复合材料的弯曲强度和拉伸强度在碳纤维含量分别为20wt%和10wt%时达到最大值,分别为98MPa和70 MPa;当碳纤维含量为20wt%时,碳纤维-Ni/尼龙66复合材料的弯曲强度和拉伸强度则在Ni含量为30wt%和20wt%时达到最大值,分别为120 MPa和67 MPa。     

原位聚合法制备CF/PSF-MC尼龙6复合材料

制备了表面接枝了聚酰胺链段的炭纤维/PSF-MC尼龙6复合材料,接枝率为1.3%。DSC研究表明,与MC尼龙6相比,接枝后的炭纤维/PSF-MC尼龙6复合材料中基体尼龙6的起始结晶温度和最大结晶温度均有所提高,α型晶体和γ型晶体均增多。力学性能测试和扫描电镜观察实验结果都表明在炭纤维表面接枝聚酰胺链段后,炭纤维与基体尼龙6的界面粘接性和相容性得到提高,力学性能测试表明,聚砜的加入提高了复合材料的弯曲强度。     

粉煤灰增强MC尼龙复合材制备与性能研究

为提高MC尼龙的综合性能,在己内酰胺熔融单体中加入粉煤灰,通过碱催化阴离子聚合反应制备粉煤灰增强尼龙复合材料(FMCPA),采用扫描电镜和拉伸实验对复合材料的显微组织进行了观察和分析,并对其力学性能和摩擦性能进行了测试.结果表明,原状粉煤灰经活化处理后变得均匀细小,但与基体间存在明显的界面空隙,而经活化偶联处理的粉煤灰均匀分布在复合材料中,与尼龙基体的界面结合良好.复合材料的拉伸断面有明显的牵引痕迹,粉煤灰颗粒起到钉紧作用.粉煤灰质量分数较低时,尼龙复合材料以粘着磨损为主,伴有磨粒磨损;随着粉煤灰质量分数的增加,磨粒磨损加重.粉煤灰的加入提高了复合材料的力学性能,同时改善其耐磨损性能,当粉煤灰质量分数为20%时复合材料的综合性能最好.     

稀土氧化物/MC尼龙纳米复合材料的制备及性能研究

用原位分散聚合法制备了一系列稀土氧化物(La2O3、Sm2O3、Nd2O3、Gd2O3、Dy2O3)/MC尼龙纳米复合材料,用SEM观察了稀土氧化物纳米粒子在MC尼龙基体中的分散情况,用XRD研究了复合材料的晶体结构,并对复合材料的力学性能进行了表征.研究结果表明:用原位分散聚合法制备稀土氧化物/MC尼龙纳米复合材料是可行的,稀土氧化物纳米粒子均匀分散在MC尼龙基体中,团聚情况很少;稀土纳米氧化物没有改变MC尼龙的结晶形态,但使其晶格尺寸发生了一定程度的改变;稀土纳米氧化物可显著改善MC尼龙的力学性能,对MC尼龙同时具有增强和增韧的双重效果.     

海泡石矿物含量对海泡石/聚丙烯酸(钠)复合材料吸水保水性能的影响

利用水溶液聚合法制备了海泡石粘土/聚丙烯酸(钠)高吸水保水复合材料,研究了海泡石粘土在0%~10%及20%~150%添加量范围对复合材料的吸水保水、重复吸水及抗电解质溶液性能的影响。结果表明,海泡石添加量在4%和40%~60%范围时,复合材料的吸蒸馏水倍率达到极大值。海泡石添加量大于60%时,复合材料吸水倍率急剧下降。复合材料的保水率随着海泡石添加量的增加而小幅增加;海泡石粘土添加量在40%~60%范围时,复合材料的重复吸水性能比较稳定;复合材料吸蒸馏水的倍率随各电解质溶液离子强度的升高而不断降低,且海泡石粘土添加量高的复合材料对外界溶液离子强度的敏感程度较高。     

聚醚砜/MC尼龙6原位复合材料的制备和性能

用阴离子原位聚合法制备聚醚砜/MC尼龙6原位复合材料,研究了聚醚砜与己内酰胺、尼龙6各组分之间的相互作用.结果表明,依靠其组分之间强烈的作用力,使PES能以较小的相畴均匀的分散在尼龙6基体中;酰胺基团上的氢原子能与聚醚砜中的砜基之间产生氢键作用,从而促进了聚醚砜在己内酰胺熔体中的溶解.聚醚砜与尼龙6之间的这种氢键互作用,强烈抑制了尼龙6的分解过程,提高了复合材料的热稳定性,2%PES时,其分解温度提高了79℃.较小含量的PES对复合材料的力学性能影响较小,当其含量超过4%时,尽管复合材料的强度有所下降,但韧性显著提高,体现了刚性有机粒子增韧的作用.     

单向竹原纤维表面改性对其增强不饱和聚酯树脂复合材料性能的影响

采用碱处理、碱-偶联剂联合处理对竹原纤维进行表面改性,通过缝合-模压工艺制备了单向连续竹原纤维/不饱和聚酯树脂(BF/UP)复合材料。研究了不同表面改性方法对BF/UP复合材料静态、动态力学性能、吸水性能等的影响,并用SEM、红外光谱等技术研究了改性处理后纤维的表面及复合材料界面结合情况。结果表明:经过不同表面处理后BF/UP复合材料的性能均有所改善。当采用5wt%碱-3wt%偶联剂联合处理时,BF/UP复合材料综合性能最优,其拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、剪切强度较未处理的分别提高了34.29%、15.95%、11.26%、29.39%;复合材料存储模量(33℃)较未处理的提高了63.80%,损耗因子有所降低;BF/UP复合材料24h、720h吸水率较未处理的分别减小了55.35%、27.32%。SEM和红外光谱结果表明,改性处理后竹原纤维表面杂质减少,附着了一层偶联剂膜,BF/UP复合材料中纤维与树脂之间的界面结合更好。