高密度聚乙烯/植物纤维复合材料性能研究

采用双螺杆挤出机制备了一系列的高密度聚乙烯(PE–HD)/木粉(WF)和PE–HD/秸秆粉(SF)复合材料,研究了马来酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)及丙烯酸酯接枝聚乙烯(PE-g-AE)的用量对复合材料的拉伸性能、冲击性能和熔体流动速率(MFR)的影响,并对PE–HD/WF与PE–HD/SF复合材料的性能进行了比较。结果表明,PEg-MAH和PE-g-AE均可增韧PE–HD/WF和PE–HD/SF复合材料,PE-g-AE的增韧效果总体上优于PE-g-MAH;PE-g-MAH和PE-g-AE降低了PE–HD/WF复合材料的拉伸强度,但对PE–HD/SF复合材料有一定的增强作用;PE-g-MAH和PE-g-AE可在一定程度上提高PE–HD/WF复合材料的MFR,而PE–HD/SF复合材料的MFR总体上随PE-g-AE用量增加而增大,随PE-g-MAH用量增加而减小;在PE-g-AE作用下,除拉伸强度外,PE–HD/SF复合材料的冲击强度、断裂伸长率、MFR总体上均高于PE–HD/WF复合材料;当PE-g-AE的用量为其与PE–HD总质量的5%时,PE–HD/SF复合材料的综合性能最佳。     

无卤阻燃型聚丙烯的制备及性能研究

利用双螺杆挤出机挤出制备了超细Mg(OH)2改性阻燃聚丙烯(PP)复合材料,研究了Mg(OH)2、复合增容剂的用量对复合材料力学性能、阻燃性能的影响.结果表明,Mg(OH)2经硬脂酸表面改性后,其在PP中的分散性及与PP的界面相容性明显得到改善,当Mg(OH)2用量为90份时,材料的氧指数达到27.5%;(乙烯/辛烯)共聚物接枝马来酸酐/(乙烯/丙烯/二烯)共聚物接枝马来酸酐复合增容剂能明显改善材料的力学性能和阻燃性能,当复合增容剂用量为15份时,材料的断裂伸长率达到141.06%,缺口冲击强度达到22.24 kJ/m2,拉伸强度达到18.51MPa,氧指数增至28.0%.     

离聚物与PE-g-MAH对HDPE/PA6体系的增容改性研究

以离聚物沙林树脂(Surlyn 9910)和马来酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)作为高密度聚乙烯(HDPE)/尼龙6(PA6)体系的增容剂,通过双螺杆挤出机进行熔融共混。探究了两种不同相容剂的增容效果和增容机理,结果表明:Surlyn 9910和PE-g-MAH均具有增容效果,Surlyn 9910的拉伸强度增强明显,当m(HDPE):m(PA6):m(Surlyn 9910)=80:20:2时,共混物拉伸强度提高至30 MPa。PE-g-MAH的增韧效果更好,当m(HDPE):m(PA6):m(PE-g-MAH)=80:20:2时,共混物断裂伸长率达到98%。通过差示扫描量热法(DSC)以及扫描电镜(SEM)分析了两种相容剂的增容机理,并从微观角度解释了力学性能的差异。相容性的改善提高了HDPE/PA6共混物的剪切黏度。     

GMA和PE-g-MAH协同增容GTR/PE–HD热塑性弹性体

以过氧化二异丙苯为引发剂,甲基丙烯酸缩水甘油脂(GMA)和马来酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)组成协同增容体系,通过动态硫化法制备了废旧轮胎胶粉(GTR)/高密度聚乙烯(PE–HD)热塑性弹性体。研究了PE-g-MAH添加量一定时,GMA用量对GTR/PE–HD热塑性弹性体力学性能、结晶性能和微观形貌等方面的影响。结果显示,添加0.5份GMA,10份PE-g-MAH时,制备的GTR/PE–HD热塑性弹性体综合力学性能最佳,其中拉伸强度为12.82 MPa,断裂伸长率为341.61%,撕裂强度为78.08 kN/m。傅立叶变换红外光谱测试结果表明,GMA上的环氧基团与GTR表面的羧基能发生反应生成酯基。扫描电子显微镜微观形貌表征结果表明,改性后试样断面更加不规整,发生了明显的塑性变形,在两相界面处出现"拉丝"现象。差示扫描量热分析结果表明,随GMA用量增加,熔融温度和结晶温度基本不变,熔融焓和结晶度逐渐降低。     

甲基化木粉与PE-g-MAH对木粉/HDPE复合材料力学性能的协同作用研究

主要研究了木粉表面甲基化改性和增容剂马来酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)对木粉/高密度聚乙烯(HDPE)复合材料力学性能的协同作用。木粉经表面甲基化处理后,与10%PE-g-MAH协同使用,甲基化木粉/PE-g-MAH/HDPE复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度均明显高于未改性木粉/PE-g-MAH/HDPE复合材料,其原因在于在PE-g-MAH的作用下,甲基化木粉在聚合物基体中分布更加均匀,两者的界面作用力更高,即甲基化木粉和PE-g-MAH对提升木粉/HDPE复合材料的力学性能具有良好的协同作用。     

PE-g-MAH增容改性LDPE/橡实壳纤维复合材料的研究

采用熔融挤出法制备了低密度聚乙烯(LDPE)/橡实壳纤维(AS)木塑复合材料.研究了增容剂聚乙烯接枝马来酸酐(PE-g-MAH)对LDPE/AS木塑复合材料的影响.结果表明,PE-g-MAH是一种优良的增容剂,当其质量分数为5%时,LDPE/AS复合材料的拉伸强度比未添加时提高77.6%,弯曲强度提高83.8%,缺口冲击强度基本保持在5.0 kJ/m2.SEM分析表明,PE-g-MAH改善了AS与LDPE基体材料的相容性.DMA和DSC测试表明,PE-g-MAH能有效改善两相之间的界面相容性,并从根本上改善LDPE基体材料的性能.     

短玻纤增强聚丙烯复合材料性能研究

研究了玻璃纤维(GF)、自制马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)和螺杆转速对短玻纤增强聚丙烯(PP/SFT)复合材料力学性能和微观形貌的影响。结果表明:随着GF用量增加,复合材料的弯曲模量和缺口冲击强度增大,拉伸强度先增大后降低,PP/SFT复合材料断面呈现脆性断裂;随着增容剂PP-g-MAH用量增加,拉伸强度和缺口冲击强度先增加后降低,弯曲模量基本不变;当PP,GF和PPg-MAH的质量比为50∶50∶3时,其综合性能最优,拉伸强度为113.0 MPa,冲击强度为15.8kJ/m~2,复合材料断面呈现韧性断裂;螺杆转速和剪切增大会降低纤维平均长度和复合材料的力学性能。     

废纸／再生高密度聚乙烯复合材料的力学性能研究

以废纸和再生HDPE为原料制备废纸/再生HDPE复合材料.采用红外光谱分析和差示扫描量热法分析手段研究了废纸和再生HDPE的基本特性,同时探讨了废纸用量、增容剂(硅烷偶联剂KH550和马来酸酐接枝聚乙烯MAPE)对复合材料力学性能的影响,并借助扫描电镜观察复合材料的拉伸断面形貌.结果表明:废纸能作为再生HDPE的增强体,且废纸质量分数为15%时,拉伸强度和弯曲强度分别为23.68 MPa、28.78 MPa;增容剂能改善复合材料的界面性质,提高复合材料的力学性能,KH550和MAPE最佳用量分别为1%和4%～6%.     

造纸废渣填料增强废弃聚乙烯基复合材料研究

采用从造纸废渣中分离出的填料和废旧农用聚乙烯(PE)地膜制备造纸废渣填料增强废弃PE基复合材料,研究了填料粒径和用量对复合材料力学性能的影响。采用硅烷偶联剂KH-550作为填料的表面改性剂,马来酸酐接枝PE(PE-g-MAH)作为体系的增容剂来改善复合材料的综合性能。结果表明,这两种途径均可不同程度地提高复合材料的力学性能,PE-g-MAH的加入可有效改善基体与填料之间的相互作用。     

天然橡胶增韧聚氯乙烯的研究

采用未改性的标准天然橡胶(NR)作增韧剂,通过机械共混法制备增韧聚氯乙烯(PVC)复合材料,考察了NR和增容剂用量对PVC增韧效果以及力学性能的影响.结果表明:当NR用量为10份时,材料的冲击强度最高为24.87 kJ/m2;加入增容剂环氧化天然橡胶(ENR)后,材料的冲击强度随其用量的增加而增大,在ENR为5份时其冲击强度为69.86 kJ/m2;氯化聚乙烯(CPE)作增容剂时,其冲击强度先升后降,在4份时达到峰值103.93 kJ/m2;氯化橡胶(CNR)作增容剂在3份时,其冲击强度达到最佳值35.37 kJ/m2;增容增韧后共混物的拉伸强度普遍降低.     

增容剂对竹粉/HDPE复合材料力学性能及流变性能的影响

分别以马来酸酐接枝聚乙烯(MAPE)、马来酸酐接枝聚乙烯-辛烯共聚物(MAPOE)和乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)为相容剂,通过熔融共混方法制备高密度聚乙烯(HDPE)/竹粉复合材料。采用万能材料试验机、维卡软化点测量仪和旋转流变仪对该共混物力学性能和流变性能进行详细研究。结果表明,MAPE对竹粉/HDPE复合材料具有很好的增容效果:加入10%MAPE时,复合材料的拉伸强度达到33.3 MPa,提高了50.8%;弯曲强度为46.3MPa,提高了20.0%;缺口冲击强度达到10.22 kJ/m2,提高了95.0%,同时吸水率也得到改善,从0.71%下降至0.62%。流变实验结果表明,MAPE和EAA增容竹粉/HDPE复合材料的黏度较低,而MAPOE体系黏度较高,加工性能变差。     

PE/PE-g-MAH/PA6共混物的制备及性能研究

采用熔融接枝的方法制备聚乙烯接枝马来酸酐(PE-g-MAH),将其作为PE/PA6共混物体系的相容剂,研究PE-g-MAH对PE/PA6共混物性能的影响,并探讨增容机理。结果表明,在PE/PA6共混物中加入PE-g-MAH后,共混物的力学性能得到明显的提高,当加入量在15wt%左右时,PE/PE-g-MAH/PA6共混物的拉伸强度和冲击强度达到最大值。     

PP/PE-g-MAH/废皮革纤维复合材料性能的研究

利用马来酸酐(MAH)接枝聚乙烯(PE)(PE-g-MAH)作为增容剂,以废弃的皮革纤维为增韧剂,通过物理机械共混方法,制备一种可生物降解的PP/PE-g-MAH/废皮革纤维复合材料。研究了PP/PE-g-MAH/废皮革纤维复合材料的微观结构和力学性能之间的关系。结果表明,PE-g-MAH与废皮革纤维之间存在着化学反应,有利于废皮革纤维在PP基体中的分散,同时提高了废皮革纤维与PP基体之间的作用力,改善了PP/PE-g-MAH/废皮革纤维复合材料的力学性能。PP/PE-g-MAH/废皮革纤维复合材料的力学性能与废皮革纤维的用量和废皮革纤维在PP基体中的分散状态有关。     

硅丙相容剂的合成及其对TPU/VMQ复合材料力学性能的影响

采用乳液聚合法合成有机硅改性丙烯酸酯(硅丙)相容剂,确定了最佳聚合工艺。通过红外光谱、热重分析等分析了产物的结构;将所合成的硅丙相容剂K81以及外购的含硅聚氨酯相容剂K80分别应用于热塑性聚氨酯/甲基乙烯基硅橡胶(TPU/VMQ)复合材料,并测试其力学性能。结果表明:K81的增容效果较明显,在其用量较少的情况下,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率就可达到最优值,K81加入量为4 phr时,材料的拉伸强度由10.3 MPa提高到12.5 MPa,断裂伸长率由660%提高到741%;相比之下,为达到同样的拉伸强度值,K80的加入量为K81的1.5倍,且其断裂伸长率仅提高到703.85%。     

BF/PE-g-MAH/EVA复合材料的结构和性能

用NaOH碱液处理竹纤维(BF)和马来酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)作为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)的增强剂,通过双螺杆挤出和注射成型制备了BF/EVA、PE-g-MAH/EVA和BF/PE-g-MAH/EVA复合材料,用SEM、DSC、TG等观察和表征了形貌、结构和热性能,并测试了熔体流动速率和力学性能。研究表明,添加BF使EVA的模量和压缩强度明显增大,断裂伸长率降低。当BF含量为30%～40%(质量分数)时,BF/EVA的拉伸强度接近或超过纯EVA。BF和PE-g-MAH对EVA的结晶均有异相成核作用。PE-g-MAH可使BF在EVA中更好地分散,BF、PE-g-MAH和EVA间较强的界面结合有利于应力的有效传递。PE-g-MAH能够提高EVA及30%BF/EVA的热稳定性、拉伸和压缩性能,同时保持复合材料相对较高的断裂伸长率。     

PE-g-MAH增容PA 66/POE的形态与性能

使用马来酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)作为乙烯-辛烯共聚物(POE)增韧聚酰胺(PA)66的增容剂,研究了PE-g-MAH用量对PA 66/POE共混物的力学性能和形态影响。随着PE-g-MAH用量的增加 PA 66和POE的相容性显著改善,共混物中各组分的熔融峰温下降;共混物的缺口冲击强度显著提高,断裂伸长率成倍增大,韧性也有提高。当w(PE-g-MAH)为8%时,增容效果较好。     

PS/HDPE无卤阻燃复合材料的增韧研究

以弹性体为增韧剂,聚苯乙烯接枝马来酸酐(PS-g-MAH)为增容剂,聚磷酸铵、季戊四醇膨胀阻燃体系复配微胶囊化红磷为阻燃剂,制备了聚苯乙烯/高密度聚乙烯(PS/HDPE)无卤阻燃复合材料,考察了PS与HDPE配比、弹性体种类及用量、PS-g-MAH接枝率及用量对复合材料力学性能及微观结构的影响。结果表明:当PS:HDPE=75:25时,复合材料的冲击强度提高至1.41kJ/m2;SEBS与SBS配比为1:1.7时,可使PS/HDPE无卤阻燃复合材料的拉伸强度增至21.3MPa,冲击强度达到2.81kJ/m2;添加12份接枝率为3.7%的PS-g-MAH后,PS/HDPE/SEBS/SBS无卤阻燃复合材料的冲击强度达到了4.89kJ/m2。     

相容剂对HDPE/PA6共混体系性能的影响

采用双螺杆挤出机,制备了乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)以及高密度聚乙烯接枝马来酸酐(HDPE-g-MAH)2种增容剂改性的高密度聚乙烯(HDPE)/尼龙(PA6)共混物,研究了不同增容剂对共混物力学性能、耐温性能的影响。采用扫描电镜对共混物的冲击断面进行观察分析。结果表明:相容剂POE-g-MAH的增容效果优于HDPE-g-MAH。PA6添加量为15%时,相容剂HDPE-g-MAH的耐热改性效果优于POE-g-MAH,比纯HDPE的维卡软化点提高了5.8℃,共混物的断裂伸长率为35.0%,降低了1%,拉伸强度为22 MPa,提高了1 MPa,冲击强度为70.6 k J/m2;相容剂为POE-g-MAH时,共混物的断裂伸长率为60.2%,降低了8.4%,共混物的拉伸强度为18.9 MPa,提高了0.4 Mpa,冲击强度为86.7 k J/m2。     

改性粉煤灰填充HDPE的性能研究

分别用硬脂酸、硅烷偶联剂对粉煤灰进行改性,并用熔融共混法制备了高密度聚乙烯(HDPE)/粉煤灰复合材料。研究了改性剂对HDPE/粉煤灰复合材料力学性能的影响,用热重-差示扫描量热法(TG-DSC)和扫描电子显微镜(SEM)分别表征了复合材料的热稳定性及微观形貌。结果表明:硅烷偶联剂的改性效果较好;当硅烷偶联剂用量为4%时,复合材料的拉伸强度为28.7 MPa,断裂伸长率为62.1%,弯曲强度为27.5 MPa,冲击强度为8.6 kJ/m2,熔体流动速率为6.0 g/10min。     

聚丙烯/木粉复合材料的制备及其力学性能的研究

以聚丙烯为基体,木粉为填料,采用机械共混、二次挤出共混和注塑成型方法制备不同木粉含量的PP/木粉复合材料,并且测定了PP/木粉复合材料的力学性能。实验结果表明:随着木粉用量的增加,复合材料拉伸强度逐渐增大;木粉用量为60%时,复合材料拉伸强度达到最大值36.04 MPa;木粉用量为80%时,复合材料拉伸强度降低到34.60 MPa。木粉的含量由20%增加到80%,复合材料弹性模量由579.12 MPa增加到869.80MPa,断裂伸长率从18.92%降低到7.39%,冲击强度由9.33 kJ/m2降低到7.76 kJ/m2。这是因为PP/木粉复合材料体系中随着木粉含量的增加,木粉起到了应力集中的作用,使材料变脆,冲击强度降低。