纳米氧化石墨烯/聚丁二酸丁二醇酯复合材料的制备与性能

以天然石墨为原料,利用改进的HUMMERS'法制备了氧化石墨烯(GO);采用原位复合方式制备了纳米氧化石墨烯/聚丁二酸丁二醇酯(GO/PBS)复合材料,并对其性能进行了研究。结果表明:适量GO的加入能更有效地加快GO/PBS复合材料的结晶速度;GO的加入,提高了GO/PBS复合材料的力学性能和酶降解速率;随着GO添加量的增加,复合材料晶体尺寸减小,GO起到了成核剂的作用。     

β-环糊精与聚丁二酸丁二醇酯(PBS)包合物对PBS结晶性的影响

与不同传统成核剂进行比较,研究了β-环糊精(β-CD)与聚丁二酸丁二醇酯(PBS)包合物存在时PBS的结晶行为。采用偏光显微镜观察了复合物球晶形态的变化,采用差示扫描量热法(DSC)和X射线衍射法(WAXD)研究了不同成核剂对PBS结晶性的影响,并且研究了成核剂改性后PBS复合物的力学性能和亲/疏水性。研究结果表明,β-CD与PBS包合物(PBSIC)与PBS复合后,球晶变化不明显,其球晶直径为150μm。PBSIC可以显著提高PBS的结晶能力,其结晶温度、结晶度较纯PBS分别提高3.86℃、6.45%,结晶速度明显增加,力学性能有所改善,并具有与传统聚酯类成核剂相当的成核能力。     

三种方法制备HDPE/LDHs复合材料的性能比较

分别采用硬脂酸表面改性、高密度聚乙烯接枝马来酸酐(HDPE-g-MA)熔融接枝水滑石(LDHs)、乙烯丙烯酸无规共聚物(EAA)熔融接枝水滑石与高密度聚乙烯共混挤出制备纳米复合材料。结果表明,采用EAA接枝水滑石较其他两种方法制备的HDPE/LDHs冲击性能可提高25%以上,拉伸强度可提高35%以上;差示扫描量热(DSC)和X射线衍射(WAXD)等方法证实,EAA熔融接枝LDHs提高了LDHs在HDPE中的分散,有利于HDPE结晶,晶粒细化。采用EAA熔融接枝LDHs填充HDPE可制备性能优异的聚烯烃纳米复合材料。     

SiO_2-MWNTs/聚乳酸复合材料的冷结晶动力学及球晶形态

为研究多壁碳纳米管(MWNTs)对聚乳酸(PLA)冷结晶动力学和球晶形态的影响,分别以PLA和表面包覆纳米SiO2并接枝硅烷偶联剂的纳米SiO2改性MWNTs(SiO2-MWNTs)为基体和改性剂,经溶液共混法制备了SiO2-MWNTs/PLA复合材料。采用DSC、偏光显微镜、Jeziorny模型和Johnson-Mehl-Avrami模型研究了复合材料的非等温冷结晶动力学和球晶形态。结果表明:SiO2-MWNTs可作为异相成核剂,能有效降低SiO2-MWNTs/PLA复合材料的冷结晶温度,提高晶核生成速率和晶体生长活化能。SiO2-MWNTs/PLA复合材料的冷结晶过程主要由成核作用控制,加入SiO2-MWNTs可同时提高复合材料的结晶速率和结晶度。冷结晶时,PLA球晶尺寸小于熔体冷却结晶时的,且SiO2-MWNTs含量对冷结晶球晶尺寸的影响远小于其对熔体冷却结晶球晶尺寸的。所得结论对优化PLA的结晶结构和性能、制备高性能PLA复合材料具有指导意义。     

稀土β成核剂改性纳米CaCO_3/PP复合材料的研究

讨论了稀土β成核剂(WBGⅡ)对纳米CaCO_3/PP复合材料力学性能的影响,并借助WAXD、DSC及PLM研究了PP、纳米CaCO_3/PP和WBGⅡ/纳米CaCO_3/PP复合材料的结晶行为及晶体形态.结果表明:加入少量WBGⅡ后,聚丙烯基复合材料的晶型和球晶形态发生明显变化,同时纳米CaCO_3/PP复合材料的冲击强度和综合力学性能均显著提高.     

水滑石及相容剂对聚丙烯结晶性能的影响

通过熔融插层法制备了三种聚丙烯/水滑石(PP/LDHs)纳米复合材料。采用透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和差示扫描量热仪(DSC)研究了水滑石(LDHs)和相容剂PP-g-(MAH-co-St)对聚丙烯结晶性能的影响,以及水滑石在基体中的分散情况。结果表明,改性水滑石在基体中片层发生剥离,提高了聚丙烯的起始结晶温度、结晶速率,减小了聚丙烯晶粒的110、010晶面尺寸;相容剂PP-g-(MAH-co-St)使聚丙烯的结晶速率降低,晶粒粒径分布变宽,同时减弱了改性水滑石对聚丙烯晶粒晶面尺寸的影响。     

MA-SEBS增容PP/SiO_2纳米复合材料的力学性能与结晶行为

聚丙烯/二氧化硅(PP/SiO2)纳米复合材料具有优异的加工、力学、热稳定等性能。如何实现SiO2在PP基体中的均匀分散及提高两相的界面相容性是制备PP/SiO2复合材料的关键。文中利用马来酸酐接枝的氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(MA-SEBS)作增容剂,采用熔融共混和注塑成型的方法制备了PP/SiO2纳米复合材料;研究了MASEBS对PP/SiO2复合材料的力学性能、断面形貌及结晶行为的影响。结果表明:添加MA-SEBS显著提高了PP/SiO2复合材料的冲击强度,使SiO2在PP结晶过程中能更好地起到异相成核作用,提高了复合材料中PP相的结晶温度、降低了PP的球晶尺寸。     

多壁碳纳米管/聚丙烯复合材料的结晶行为

采用表面接枝十六烷烃的方法对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行改性, 通过溶液共混法制备多壁碳纳米管/聚丙烯(MWCNTs/PP)复合材料, 并研究了MWCNTs/PP的结晶行为。结果表明, 3%(质量分数)表面接枝十六烷烃的MWCNTs在PP基体中分散良好, 达到纳米级的分散。加入接枝MWCNTs后, PP的结晶结构未发生改变, 依然是α晶型。接枝MWCNTs对PP有异相成核的作用, 加入接枝MWCNTs使PP的成核及晶体生长方式发生变化。加入3%(质量分数)接枝MWCNTs 以后, PP的结晶温度升高了8℃, 结晶速率提高了1倍, 结晶度提高了3%, 球晶尺寸减小。     

多面体低聚倍半硅氧烷晶粒诱导的聚乳酸结晶行为及性能

通过溶液及熔融两步共混方法,用带有环氧基的多面体低聚倍半硅氧烷(EVOS)对聚乳酸(PLA)进行改性,并对复合材料的力学性能、结晶性能和相态等方面进行了表征。实验结果表明,随着EVOS的加入,PLA冷结晶温度降低,结晶和熔融温度变化不大,结晶热和熔融热下降。1%的EVOS在PLA中实现了纳米尺度的分散,随着EVOS含量增加,球晶尺寸明显增加。当EVOS的添加量为5%时,材料的拉伸强度比纯PLA增加26.2%,达到最大值。     

聚乙二醇对纤维素纳米晶体/聚羟基丁酸戊酸酯复合材料性能的影响

为了探讨聚乙二醇(PEG)对纤维素纳米晶体(CNCs)/聚羟基丁酸戊酸酯(PHBV)复合材料性能的影响规律,采用熔融共混法制备了PEG-CNCs/PHBV复合材料。采用环境扫描电镜(ESEM)、DSC、偏光显微镜(POM)、TG、力学试验机表征了复合材料的界面形貌、结晶性能、力学性能。结果表明,PEG的加入使CNCs/PHBV复合材料的断面由光滑变得粗糙,断口凹凸不平;PEG-CNCs/PHBV复合材料球晶尺寸减小,球晶结构产生缺陷,熔融过程转变成两个熔融峰,熔融温度T_m从167.8℃下降到165.1℃,此外,PEG的加入增加了复合材料分子链的移动性,结晶变得困难,结晶度X_c从54.3%下降到50.2%,熔融结晶温度T_(mc)从99.8℃下降到73.5℃;PEG的加入提高了CNCs/PHBV复合材料的冲击强度和拉伸断裂伸长率,25wt%PEG添加量时,较纯PHBV最大增幅分别为56.4%和96.3%,但杨氏弹性模量和拉伸强度不断下降;PEG的加入使复合材料热解过程由一步热解转化成两步,25wt%PEG添加量时,第一步热解中的最快分解温度(T_(max1))从281.5℃上升到285.3℃;第二步热解中的最快分解温度(T_(max2))从371.5℃上升到394.3℃。因此,PEG的加入可以改善CNCs与PHBV界面相容性和结晶性能,从而提高CNCs/PHBV复合材料韧性、塑性和热稳定性。