碳纤维自行车用硼酸镁晶须聚丙烯复合材料的性能研究

为提高碳纤维自行车的韧性,对碳纤维自行车的材质进行探究。采用硼酸酯偶联剂对硼酸镁晶须进行表面改性,再将改性后的硼酸镁晶须加入聚丙烯中,制备出相应的硼酸镁晶须/聚丙烯复合材料。然后对所制备硼酸镁晶须/聚丙烯复合材料的拉伸性能、弯曲性能、冲击性能及复合材料的形貌表征进行了测试与分析。实验结果表明,偶联剂的种类对复合材料的拉伸性能、弯曲性能以及冲击性能影响很大,硼酸镁晶须的加入可以明显提高复合材料的力学性能如弯曲强度等,对聚合物具有较好的增强效果。     

PP与镁盐晶须复合材料性能的研究

以镁盐晶须增强聚丙烯(PP)复合材料为研究对象，添加马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)1与PP-g-MAH2界面改性剂来改善两者界面粘合强度及提高复合材料的力学性能；探讨了不同加工工艺流程对复合材料性能的影响。结果显示：采用PP-g-MAH1作界面处理剂的复合物体系其增强效果较好；当PP／PP-g-MAH 1／镁盐晶须的质量比为97／3／30时，复合材料的综合性能最佳。应用扫描电子显微镜(SEM)，分别对不同复合材料进行了界面形态的观察，证明与试验结果一致。     

晶须镁盐/POE/聚丙烯共混体系力学性能的研究

采用晶须镁盐、POE、聚丙烯（PP）研制改性PP复合材料；讨论了晶须镁盐和增韧剂POE改性PP的机理；对改性PP进行了力学性能测试；分析了改性PP的微观结构。实验结果表明，晶须镁盐和POE并用能对PP产生良好的增韧增强作用。     

硅钙镁晶须填充聚丙烯复合材料的性能研究

在啮合同向双螺杆挤出机中制备了聚丙烯（PP）/硅钙镁（SCM）晶须复合材料,研究了硅烷偶联剂用量、SCM晶须含量对复合材料力学性能以及熔体流动性能的影响。实验结果表明,当硅烷偶联剂用量占晶须的2 ％（质量分数,下同）时,PP与SCM晶须的配比为80/20（质量比,下同）时,PP/SCM晶须复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度等综合力学性能最佳。     

晶须/滑石粉共改性车用聚丙烯复合材料性能研究

以滑石粉和晶须为填料,制备了晶须和滑石粉共改性聚丙烯复合材料,并研究了该复合材料的力学性能。结果表明:当滑石粉与晶须质量百分比为12∶8时,复合材料的拉伸屈服强度、弯曲强度、弯曲模量、冲击强度和熔体流动速率等综合性能最佳。     

镁盐晶须原位复合酚醛泡沫制备及其性能研究

采用原位复合方法制备了镁盐晶须／酚醛泡沫复合材料，研究了镁盐晶须对泡沫粉化程度、回弹性以及力学性能的影响，并通过热失重和氧指数分析了镁盐晶须／酚醛泡沫复合材料的热稳定性和阻燃性。结果表明：少量镁盐晶须与酚醛泡沫复合，泡沫压缩强度、弯曲力均有明显的提高，特别是经偶联剂处理过的镁盐晶须，增强效果更好；当镁盐晶须含量为3％时，泡沫粉化程度和回弹性改善达到最优值；而且复合泡沫在高温区域的热稳定性也得到了改善，阻燃性有所提高。     

钼酸钠晶须的水热合成及对聚丙烯的改性

在水热条件下合成钼酸钠晶须,用XRD、SEM和IR对其结构进行表征.用其与聚丙烯进行复合,探讨钼酸钠晶须含量对复合材料力学性能的影响.结果表明:水熟合成的晶须长30～100μm,直径2～3μm,表面光滑.用它来改性聚丙烯,可以使复合材料的拉伸强度、弯曲强度和模量都增加,当晶须质量含量为20%时,复合材料力学性能最佳.     

SCM晶须/高密度聚乙烯复合材料力学性能的研究

研究了硅钙镁晶须(SCM晶须)／高密度聚乙烯(HDPE)复合材料的力学性能。实验结果表明：随着SCM晶须用量的增加，复合材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量显著提高而缺口冲击强度稍有降低；利用改性聚乙烯作增容剂，可以改善基体树脂与SCM晶须的界面结合性，有助于力学性能的提高。     

镁盐晶须填充改性聚丙烯材料的研究

研究了镁盐晶须(M-HOS)填充改性聚丙烯(PP)材料的流动性能、力学性能、热变形温度和结晶度等。结果表明：镁盐晶须能明显改善PP材料的力学性能，但加工时PP基体的粘度、加工时间和加工装备性能，对晶须的长径比和改性材料的增强效果有严重影响；添加晶须能较大程度提高PP材料的热变形温度，但对PP改性材料的熔点和结晶度几乎没有影响。     

尼龙6/硼酸镁晶须复合材料的制备与研究

使用自制的硼酸酯偶联剂BE-1和BE-2在硼酸镁晶须表面引发聚合形成有机涂层,用改性后的硼酸镁晶须制备尼龙6/硼酸镁晶须复合材料并对其性能进行了研究。结果表明:随着硼酸镁晶须含量的增加,复合材料的拉伸强度、弯曲强度及热变形温度出现了先增加后降低的趋势,当硼酸镁晶须在复合材料基体中的含量为30%时,复合材料的力学性能最佳,BE-1改性的尼龙6/硼酸镁晶须复合材料拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、热变形温度分别比未改性的尼龙6/硼酸镁晶须复合材料提高了14.47%、13.72%、29.73%和7.19%;BE-2改性的尼龙6/硼酸镁晶须复合材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、热变形温度分别比未改性的尼龙6/硼酸镁晶须复合材料提高了23.37%、22.54%、37.84%和10.78%。     

Simultaneously improving the toughness,flexural modulus and thermal performance of isotactic polypropylene by α‐β crystalline transition and inorganic whisker reinforcement

Magnesium salt (M‐HOS) whisker and β‐nucleating agent were introduced into polypropylene and their effects on the crystalline structures, morphologies, mechanical properties, and thermal resistance of polypropylene (PP) were investigated. The results of wide angle X‐ray diffraction (WAXD), differential scanning calorimetry (DSC), and polar optical microscopy (POM) examinations suggested that the presence of the whisker did not cause any negative effect on the occurrence of β‐modification, and β‐phase became absolutely dominant form in β‐nucleated samples. The mechanical and thermal properties tests demonstrated that there is an excellent synergy between the β‐nucleating agent and the whisker. For PP composite containing 0.1 wt% of the β‐nucleating agent and 10 wt% of the whiskers, the Izod notched impact strength, elongation at break, flexural modulus, and heat deflection temperature were increased by 108, 194, 31, and 40%, respectively, compared with those of neat PP. By combining the toughening effect of α–β transition with the reinforcing effect of the whisker, simultaneous improvement in toughness, flexural modulus, and thermal performance of PP was successfully achieved. POLYM. ENG. SCI., 2009. © 2009 Society of Plastics Engineers     

四针状氧化锌晶须填充改性聚丙烯研究

以乙烯-辛烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(POE-g-GMA)为增容剂,利用熔融共混法制备了聚丙烯(PP)/POE-g-GMA/四针状氧化锌晶须(T-ZnOw)复合材料,借助于SEM、DSC和其他测试手段对复合材料的结构和性能进行了考查。DSC测试结果表明:T-ZnOw对PP基体的结晶有一定的诱导作用,使体系出现了双熔融峰和双结晶峰,但对PP的结晶能力和结晶度影响不大。力学性能测试结果表明:在POE-g-GMA的协同作用下,T-ZnOw对PP基体有较强的增韧作用,但增强作用不明显。     

玄武岩纤维增强聚丙烯复合材料性能研究

以聚丙烯(PP)树脂为基体,加入玄武岩纤维(BF)和相关助剂,通过双螺杆挤出机熔融共混制得相应复合材料。考查相容剂对PP/BF复合材料性能影响、对PP/BF复合材料和PP/玻璃纤维(GF)复合材料力学性能、微观形貌和耐热氧老化等性能进行对比。通过实验数据分析,加入相容剂后,拉伸强度提高126.8%,弯曲强度提高223.8%,弯曲弹性模量提高119.9%,悬臂梁缺口冲击强度提高223.2%。在同样质量配比下,PP/BF复合材料较PP/GF复合材料拉伸强度提高9.8%,弯曲强度提高11.0%,弯曲弹性模量提高5.8%,悬臂梁缺口冲击强度降低10.7%。从微观电镜分析,加入相容剂可明显改善纤维与PP基材界面浸润程度。另外,BF比GF更易使复合材料老化,常规热氧老化剂1010和168对纤维增强PP类材料耐老化效果并不好,用等量自制热氧老化剂可解决此问题。     

剑麻纤维与晶须混杂增强聚丙烯复合材料

采用熔融共混和注塑成型方法制得了剑麻短纤维(SF)和CaSO4晶须混杂增强聚丙烯(PP)复合材料，研究了复合材料的热性能、微观结构和力学性能。结果表明，晶须提高了复合材料的热稳定性，阻碍了PP的结晶，降低了复合材料中PP相的结晶度和结晶速率；SF和晶须提高了复合材料的模量和韧性，但由于混杂增强复合材料弱界面键合的制约，晶须的高强性能并没有在复合材料中充分表现出来。     

PP/蒙脱土纳米复合材料的制备、结构与性能

采用聚丙烯(PP)与甲基丙烯酸甲酯(MMA)、马来酸酐(MAH)、丙烯酸丁酯(BA)三单体的固相接枝共聚物(TMPP)作为相容剂，通过熔融共混法制备了PP／蒙脱土纳米复合材料，对纳米复合材料的热稳定性能和阻燃性能进行了研究，用X射线衍射分析和透射电镜表征了该纳米材料的结构。结果表明，少量TMPt，的加入，可明显提高复合材料的力学性能，其拉伸强度提高10％，冲击强度提高88％，弯曲模量提高90％；蒙脱土在PP基体中主要以插层形式存在，同时存在少量的剥离结构。     

PP/M-HOS/POE三元复合材料的界面改性与力学性能

采用马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)及马来酸酐接枝乙烯-1-辛烯共聚物(POE-g-MAH)为界面相容剂，利用熔融共混法制备PP／镁盐晶须(M—HOS)／POE三元复合材料，研究了PP-g-MAH及POE-g-MAH的用量及配比、M-HOS和POE的用量对三元复合材料力学性能的影响。结果表明：当PP／M-HOS／POE的质量比为100／10／20时，PP-g-MAH的最佳用量为3份；利用PP-g-MAH及POE-g-MAH作为复合相容剂可同时改善M-HOS与PP和POE的界面相容性，促进POE、M-HOS对PP的增韧补强作用，使三元复合材料的力学性能得到了明显的改善。     

反应性相容剂的制备及其在PP/玻璃纤维复合材料中的应用

以马来酸酐(MAH)为接枝单体、丙烯酸-2-羟乙酯为共聚单体,利用熔融接枝技术对聚丙烯(PP)进行改性;以MAH/丙烯酸-2-羟乙酯熔融接枝改性PP为相容剂,研究相容剂对PP/玻璃纤维复合材料结构和性能的影响。结果表明:与未接枝PP相比,熔融接枝PP分子上接枝了MAH和—OH基团,而且熔融接枝反应对PP的熔点和热稳定性具有明显影响。另外,随着接枝PP含量的增加,PP/玻璃纤维复合材料的力学性能明显改善。当接枝PP含量为15%时,复合材料的拉伸强度提高了32%,冲击强度提高了13%,表明采用熔融共接枝工艺制备的PP具有优良的增容、偶联和分散效果。     

MAH/St固相接枝聚丙烯对聚丙烯/滑石粉复合材料性能的影响

利用马来酸酐（MAH）/苯乙烯（St）共单体固相接枝聚丙烯（MSP）作增容剂,采用熔融共混和注塑成型的方法制备了PP/滑石粉复合材料,研究了MSP对PP/滑石粉复合材料热行为、拉伸强度和动态力学性能的影响.结果显示MSP降低了PP/滑石粉复合材料中PP相的熔融温度（Tm）,但随着增容剂MSP含量的增加,Tm呈上升趋势.MSP改善了PP/滑石粉间的相容性,促进了滑石粉的异相成核作用,提高了PP相的Tco随着MSP含量的提高,Tc呈下降趋势.MSP增容剂提高了PP/MSP/滑石粉复合材料的拉伸强度和动态贮能模量,并存在一最佳的增容剂添加量.     

Mechanical properties,thermal stability,and thermal degradation kinetics of silicone rubber/ethylene-vinyl acetate copolymer/magnesium sulfate whisker composites compatibilized by ethylene-acrylic acid copolymer

Silicone rubber/ethylene-vinyl acetate copolymer/magnesium sulfate whisker composites containing ethylene-acrylic acid copolymer (MS/SR/EVM/EAA) as a compatibilizer were successfully prepared. Moreover, the magnesium sulfate whisker surface was modified with 3 wt% of silane coupling agent (KH570), resulting in composites including (unmodified magnesium sulfate whisker) uMS/SR/EVM, (modified magnesium sulfate whisker) mMS/SR/EVM, and mMS/SR/EVM/EAA were compared. The values of thermal decomposition activation energy (E_a) calculated by the two different methods (Kissinger and Friedman methods) show that the composites filled with 5 and 20 phr whiskers have lower values of activation energy (E_a) than the SR/EVM blend. The tensile strength of composites with a 5 phr modified whisker is 14.5 MPa, which is higher than that of the SR/EVM blend and uMS5/SR/EVM composite. The tear strength of the composite with 20 phr mMS is 51.6 kN m⁻¹, much higher than that of the composite with 20 phr uMS and SR/EVM blend. The mechanical properties were also investigated after thermal aging of the composites at 85°C for 48 h. The thermal conductivity of the composites with high filler loading was studied.