ABS相态组成对PC/ABS合金力学性能和阻燃性能的影响

以十溴二苯乙烷(DBDPE)/三氧化二锑(Sb_2O_3)协同体系为阻燃剂,聚四氟乙烯(PTFE)为抗滴落剂,通过熔融共混法制备聚碳酸酯(PC)/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)阻燃合金。采用苯乙烯与丙烯腈无规共聚物(SAN)和ABS高胶粉(ABS-HRP)调节PC/ABS阻燃合金中ABS的相组成,通过扫描电子显微镜(SEM)观察ABS相中SAN与PB两相比例对阻燃合金相形态和相界面的影响,并通过冲击性能、拉伸性能和阻燃性能测试研究ABS相组成对阻燃合金力学性能和阻燃性能的影响。结果表明,在PC和ABS质量比为70:30、溴锑阻燃剂为5 phr的前提下,当用5 phr SAN取代ABS,合金可以达阻燃UL 94 V-0,缺口冲击强度由7.6 kJ/m~2提高到10.3 kJ/m~2,拉伸强度从52.3 MPa提高到54.5 MPa,少量SAN(5 phr)可以起到刚性粒子增强增韧的双重效果;当用15 phr ABS-HRP取代ABS,合金可以达阻燃UL 94 V-0,并且保持较好韧性(缺口冲击强度29.2 kJ/m~2)和刚性(拉伸强度44.7 MPa)的平衡。     

端羧基液体丁腈橡胶改性双组分室温固化环氧结构胶的制备与性能EI北大核心CSCD

将端羧基液体丁腈橡胶(CTBN)与环氧树脂(EP)预聚,采用红外光谱、黏度计、万能电子材料试验机及扫描电镜(SEM)研究了CTBN含量对EP/聚酰胺/聚醚胺室温固化环氧结构胶的性能影响。结果表明,CTBN用量从0phr增加至20phr时,胶体拉伸强度从45MPa降低至29MPa,降低了35.56%;压缩强度从98MPa降低至60.2MPa,降低了38.6%;当CTBN加到10 phr时,极大地提升了粘接强度,钢-钢剪切强度从4.1MPa上升到16.7MPa,增加了3.07倍;结构胶加热至400℃时,EP质量损失达73.7%,而CTBN改性EP的质量损失为59.4%。SEM结果表明,CTBN在胶体固化过程中析出橡胶相,还有一定的空穴出现,橡胶粒子通过空化以及界面脱粘释放其弹性能,使材料的韧性得以提高。     

PPO/PA6/PPO-g-GMA反应共混体系的形态及性能

以活性单体甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)对聚苯醚(PPO)进行熔融接枝,制备PPO-g-GMA接枝共聚物,以此作为相容剂与PPO和尼龙6(PA6)熔融共混,重点研究了PPO-g-GMA含量对共混物形态结构和性能的影响。在PPO/PA6(质量比60/40)共混物中加入相容剂PPO-g-GMA后,PPO-g-GMA中的环氧基团与PA6分子链上的端氨基或端羧基发生反应,增强了界面粘附力,相形态由海-岛结构转变为双连续结构,共混物的拉伸强度和冲击强度提高,吸水性降低。在PPO-g-GMA添加量为5phr时,拉伸强度由42.0MPa增加到59.5MPa,冲击强度由2 kJ/m2增加到3.7 kJ/m2,同时吸水性由1.75%下降到1.46%。     

低收缩高抗冲聚丙烯复合物的制备

等规聚丙烯(iPP)的收缩率高和缺口冲击强度低的缺点严重限制了其应用范围。文中研究了短玻璃纤维(GF)、聚丙烯接枝马来酸酐(MPP)及复合增韧剂(CTAs)对iPP的微观结构、收缩率和冲击强度等性能的影响。结果表明,当体系中加入30 phr GF时,样条在室温下放置24 h和48 h后的收缩率分别降低为0.168%和0.191%,仅仅为纯iPP的收缩率(1.821%)的9.2%和10.5%。在体系PP/GF/MPP/CTAs(质量比为55/30/5/10)中,拉伸强度提高至61.37 MPa,比纯iPP提高了81.2%;拉伸模量提高至1545 MPa,比纯iPP提高了118%;冲击强度提高至20.11 k J/m2,比纯PP提高了225%。     

稀盐酸预处理结合高压射流方法制备微纤化纤维素的研究

应用稀盐酸预处理结合高压射流超微粉碎方法开展微纤化纤维素制备的实验研究,检测了产物的微观形态、粒径分布、结晶度、热稳定性以及薄膜样品的拉伸性能。实验结果表明,经过稀盐酸预处理和高压射流超微粉碎处理,纤维素微纤束直径从几至几十微米下降至几十至几百纳米,微纤束长度约从百微米级降至微米级;经6%HCL预处理和高压射流处理(130 MPa,1次),样品粒径指标D50从93μm降为14μm。纤维素原样经HCL和高压射流处理后结晶度小幅减小和热稳定性基本保持不变,薄膜样品的拉伸性能极大提高,以6%HCL结合高压射流(130 MPa,4次)处理获得的薄膜样品拉伸性能最优,其拉伸强度平均为20.41 MPa,断裂伸长率平均为7.93%,弹性模量平均为322 MPa。     

玻璃纤维增强聚氯乙烯(GFRPVC)复合材料的研究

本文考察了玻璃纤维增强聚氯乙烯(GFRPVC)中玻璃纤维的表面处理及加入量对力学性能的影响.并用SEM对GFRPVC的界面及其对GFRPVC力学性能的影响进行研究.结果表明:当玻纤为30wt%时,GFRPVC板的拉伸强度为110MPa,弯曲强度为190MPa,为刚性聚氯乙烯(RPVC)的两倍;拉伸模量为8.8GPa,弯曲模量为8.9GPa,是RPVC的三倍;悬臂梁缺口冲击强度达140J/m,接近RPVC的四倍;达到了一般工程塑料的性能水平.热膨胀系数下降到2.23(×10-5)℃-1,HDT增加到84℃.     

聚乙烯管材专用料的结构与性能

利用凝胶渗透色谱(GPC)、差示扫描量热法(DSC)、J积分法和动态力学分析(DMA)等研究了聚乙烯管材专用料的分子量分布和共聚单体对其结晶行为、断裂韧性和耐蠕变性能的影响。结果表明,相对于单峰分子量分布的共聚聚乙烯而言,双峰分子量分布的均聚聚乙烯结晶度从54.5%增加到60.9%,断裂韧性从5.85 kJ/m2提高到6.67 kJ/m2。此外,拉伸性能和耐蠕变性能也得到提高。     

端环氧基聚氨酯的合成及其与环氧树脂共混物的性能

合成了四种不同数均分子量的聚丙二醇型端环氧基聚氨酯(ETPU),标记为ETPU700、ETPU1000、ETPU1500及ETPU2000,并考察了其与环氧树脂共混物的物理机械性能。采用FT-IR与~1HNMR对端环氧基聚氨酯的结构进行了表征。ETPU/EP的力学性能随ETPU的分子量以及用量的变化而改变:对于ETPU1000、ETPU1500和ETPU2000,ETPU/EP的拉伸强度与冲击值先随ETPU添加量的增加而增加,当ETPU的添加量超过临界值——分别为3phr、5phr、1phr后,会导致拉伸强度与冲击值的下降;对于ETPU700,ETPU/EP的拉伸强度随ETPU添加量的增加而下降,超过临界添加量7phr后拉伸强度上升,而冲击值则随ETPU添加量的增加而缓慢增加。SEM分析表明ETPU/EP呈两相结构,橡胶颗粒粒径随ETPU添加量的上升而增大,且断面呈典型的韧性断裂。DMA测试结果表明ETPU/EP的T_g降低,Tanδ增大,说明ETPU/EP固化后的网络柔韧性增加。     

基于数字图像相关技术的木纤维/高密度聚乙烯复合材料界面力学行为

以木纤维/高密度聚乙烯(WF/HDPE)复合材料界面应变为研究对象,采用数字图像相关技术(DIC)探究WF(质量分数为10wt%~40wt%)及改性聚磷酸铵(mAPP)阻燃剂(质量分数为10wt%~25wt%)对WF/HDPE复合材料应变分布及传递的演变规律,并结合力学性能测试和SEM对其拉伸性能、冲击性能、界面结合进行分析。结果表明:随着WF添加量从10wt%增至30wt%,WF/HDPE复合材料应变传递较为平稳,由受力两端向复合材料轴中心均匀传递,当WF添加量为30wt%时,高应变在复合材料上约1/2区域得到了有效传递,此时,复合材料的拉伸强度和冲击强度分别达21.5 MPa和10.22 kJ/m2。但当WF添加量增加至40wt%时,WF/HDPE复合材料的拉伸承载端部出现应力集中,阻碍了其内部应变的均匀传递。mAPP阻燃剂加剧了WF与HDPE界面间的脱粘行为,削弱了WF与HDPE之间的机械啮合作用力。当mAPP阻燃剂添加量从10wt%增加至25wt%时,WF/HDPE复合材料开始出现多个分散的高应变区域,全场应变传递出现不规则分布。当mAPP阻燃剂添加量达25wt%时,WF/HDPE复合材料应变分布呈两极化趋势,导致复合材料的拉伸强度和冲击强度分别降低为15.5 MPa和5.49 kJ/m2。      

短玻纤和SiO2 颗粒增强PA66/ UHMWPE复合材料的力学性能

制备了PA66/ U HMWPE/ HDPE-g-MA H 共混合金, 并对其力学性能和微观结构进行了研究。结果表明: 随着U HMWPE 含量的增加, 共混合金缺口冲击强度显著提高, 拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度和弯曲模量下降。为了弥补强度和刚性的损失, 使材料同时具有良好的韧性、强度和刚性, 采用了短玻璃纤维和无机粒子混杂增强PA66/ U HMWPE/ HDPE-g-MAH (80/ 20/ 20) 。经短玻纤和无机粒子混杂增强后, 材料的拉伸强度、弯曲强度、模量和刚性都明显提高, 同时材料缺口冲击强度保持较高水平, 比尼龙66 提高72.9 %。      

聚ε-己内酯对聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯共混体系性能的影响EI北大核心CSCD

通过熔融共混法制备了不同聚ε-己内酯含量的聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯/聚ε-己内酯(PLA/PBS/PCL)共混物,采用X射线衍射仪、热重分析仪、流变仪和万能试验机等对PLA/PBS/PCL共混体系的结晶性能、热稳定性、流变行为和力学性能进行了研究。结果表明,PCL的加入未改变共混物的结晶结构;加入PCL后,共混物的起始分解温度(Ti)和分解终止温度(Tf)显著提高,当PCL用量为3 phr时,共混物的Ti和Tf分别提高了27.14℃和23.31℃;当PCL用量不超过2 phr时,PCL对共混体系主要起增容作用,PLA与PBS之间的相容性得到改善;随着PCL用量的增加,共混物的拉伸强度呈先增加后减小的趋势,PCL用量为2 phr时,达到最大值69.3 MPa,冲击强度呈增加的趋势,PCL用量为3 phr时,达到最大值5.59 k J/m2,较PLA/PBS共混物分别增加了35.4%和76.9%。     

聚ε-己内酯对聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯共混体系性能的影响

通过熔融共混法制备了不同聚ε-己内酯含量的聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯/聚ε-己内酯(PLA/PBS/PCL)共混物,采用X射线衍射仪、热重分析仪、流变仪和万能试验机等对PLA/PBS/PCL共混体系的结晶性能、热稳定性、流变行为和力学性能进行了研究。结果表明,PCL的加入未改变共混物的结晶结构;加入PCL后,共混物的起始分解温度(Ti)和分解终止温度(Tf)显著提高,当PCL用量为3 phr时,共混物的Ti和Tf分别提高了27.14℃和23.31℃;当PCL用量不超过2 phr时,PCL对共混体系主要起增容作用,PLA与PBS之间的相容性得到改善;随着PCL用量的增加,共混物的拉伸强度呈先增加后减小的趋势,PCL用量为2 phr时,达到最大值69.3 MPa,冲击强度呈增加的趋势,PCL用量为3 phr时,达到最大值5.59 k J/m2,较PLA/PBS共混物分别增加了35.4%和76.9%。     

预变形对X90管线钢显微组织和力学性能的影响

采用拉伸试验、冲击试验、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、显微硬度测试仪等研究了0.5%~6%预拉伸变形对X90管线钢显微组织及力学性能的影响。结果表明:随着预拉伸变形量的增加,X90管线钢晶粒增大,位错塞积导致强度增加,均匀延伸率下降,呈现典型的加工硬化特点,抗拉强度的增幅要小于屈服强度,屈强比增大;随着变形量的增加冲击吸收功逐渐由291J减小至235J,冲击试样断口的韧窝减小,伴随第二相粒子析出;显微硬度中间层较边缘区增加少,预拉伸在6%时边缘显微硬度为325HV。X90管线钢的预拉伸在4%以内能保证管线钢的正常服役。     

聚全氟乙丙烯改性超高分子量聚乙烯的性能研究

以纯超高聚乙烯(UHMWPE)为基础原料,添加高密度聚乙烯、乙烯-丙烯酸酯共聚物、纳米SiO₂等改性剂,制备了UHMWPE改性混合物。研究了聚全氟乙丙烯(FEP)的加入和用量,对UHMWPE改性混合物力学性能及磨耗性能、熔融性能及热性能的影响。结果表明:添加FEP前后,改性混合物体系中纳米粒子都有较好的分散,拉伸强度和冲击强度以及热性能变化不大,但添加FEP后聚合物体系的磨耗几乎下降了50%,熔融性有一定的改善。当FEP用量较少时,随着FEP用量的增加,改性混合物的拉伸强度和冲击强度都上升;当FEP用量超过2%时,随着随着FEP用量的增加,改性混合物的拉伸强度和冲击强度都下降;在FEP用量达到2%时,改性混合物的磨耗是最低的。     

二氧化硅对热塑性木薯淀粉力学性能及加工行为的影响

通过熔融密炼法制备热塑性木薯淀粉(TPS)/二氧化硅(SiO2)复合材料,研究SiO2用量、粒径、表面改性对TPS力学性能和加工行为的影响。研究结果表明,随着SiO2用量的增加,TPS拉伸强度和冲击强度先上升后下降,当SiO2用量为2phr时,拉伸强度和冲击强度最高,分别达到18.24 MPa,23.38kJ/m2。添加纳米SiO2的TPS比微米SiO2的TPS拉伸强度高。经过硅烷偶联剂KH550表面处理后SiO2能更有效提高TPS的拉伸强度和断裂强度,且改性后SiO2在TPS中分散均匀。随着SiO2用量的增加,TPS的塑化时间缩短,塑化峰和平衡转矩增大。TPS/纳米SiO2复合材料的塑化转矩和平衡转矩低于TPS/微米SiO2复合材料,经过表面处理的SiO2能缩短TPS塑化时间、降低塑化转矩。     

剪切场下少量碳纳米管对HDPE结晶结构和性能的影响

通过动态保压注塑成型装置研究剪切场下少量多壁碳纳米管(MWCNTs)对高密度聚乙烯(HDPE)的结晶结构和性能的影响。拉伸测试结果表明,普通注塑成型下MWCNTs含量为1.8%的HDPE/MWCNTs与纯HDPE相比,拉伸强度从28MPa增加到30MPa,冲击强度由22 kJ/m2提高至29 kJ/m2;而剪切场下成型的HDPE和HDPE/MWCNTs样品,其拉伸强度分别达到49MPa和63MPa,同时冲击强度分别为54kJ/m2和69kJ/m2。微观扫描分析显示,普通成型下的HDPE和HDPE/MWCNTs制品内部均呈现出无序的结晶结构,而剪切场下成型的制品内部结晶排列规整,均有串晶状的结晶结构产生。尤其在HDPE/MWCNTs制品中,发现了片晶附生于MWCNTs表面而形成杂化的串晶结构。以上的结果表明,在剪切场下MWCNTs可以明显影响HDPE的结晶和力学性能。     

LiCl改性尼龙6的结晶行为及受限机制

为了扩宽尼龙6(PA6)的工程应用领域,首先,通过熔融挤出制备了LiCl/PA6复合材料;然后,利用XRD、DSC、流变仪及电子拉伸试验机等研究了LiCl含量对PA6结晶行为和力学性能的影响及结晶的受限机制。结果表明:随LiCl含量的增加, LiCl/PA6复合体系的成核温度、晶体生长温度及熔融温度均向低温方向移动;成核密度和速率均逐渐减小,导致结晶能力下降,结晶度由原来的36.5%降低为5.6%;γ晶结晶度逐渐降低,而α晶结晶度先增大后减小, γ晶与α晶发生转变。此外, LiCl/PA6复合材料的拉伸强度和冲击强度均先增大后减小;当LiCl含量为6.0wt%时,冲击强度达到最大值7.9 kJ/m2,是纯PA6的冲击强度(5.5 J/m2)的1.44倍。      

苯乙烯-丙烯酸缩水甘油酯共聚物支化改性聚乳酸的结构与性能

以一种苯乙烯-丙烯酸缩水甘油酯共聚物(Joncryl○RADR-4370S)为扩链剂,通过熔融挤出支化改性聚乳酸(PLA),制备了高支化聚乳酸材料,并通过转矩流变仪及毛细管流变仪、GPC、DMA、万能拉伸试验机等研究了不同扩链剂用量对支化改性聚乳酸流变性能、重均相对分子质量及其分布、链结构、动态力学性能和力学性能的影响。结果表明,随着扩链剂含量的增加,支化聚乳酸的平衡扭矩、熔体黏度、重均相对分子质量及其分布(PDI)、拉伸强度、断裂伸长率和缺口冲击强度先增大后减少,储能模量增大,在四氢呋喃溶剂中的链构象由棒状向线团状、球状演变。扩链剂用量为1.5 phr时,支化聚乳酸的平衡扭矩、重均相对分子质量、拉伸强度、断裂伸长率和缺口冲击强度均达到最大值,分别为15.80 N·m,1.96×105,89.6 MPa,7.5%和35.0 k J/m2;扩链剂用量为0.9 phr时,支化聚乳酸的相对分子质量分布最宽,为2.04。     

增容剂对微晶纤维素增强淀粉塑料的影响

首先用微晶纤维素(MCC)对热塑性淀粉(TPS)进行增强,再将低密度聚乙烯(LDPE)与增强后的TPS共混,并以马来酸酐接枝聚乙烯(MA-g-PE)作为增容剂,制成MCC/TPS/LDPE复合材料。通过电子拉力机、冲击强度试验机、热重法、转矩流变仪和接触角测定仪,研究了不同用量的MA-g-PE对MCC/TPS/LDPE性能的影响。结果表明,增容剂的加入,使复合材料的拉伸强度先增大后减小,断裂伸长率和冲击强度不断增大,材料韧性显著提高;对复合材料的热稳定性有所改善,但影响较小;当添加量小于6%时,加工性能提高明显;此外,耐水性提高显著。总体而言,当MA-g-PE的添加量为4%时,材料的综合性能最好(拉伸强度为13.52 MPa,冲击强度为6.38kJ/m2,接触角为94.47°)。     

导热LLDPE/SiC复合材料的性能研究

采用碳化硅(SiC)和线性低密度聚乙烯(LLDPE)粒子经粉末混合和热压成型制得导热复合塑料。研究了SiC用量及粒径对材料热导率、体积电阻率和介电常数、力学性能以及热稳定性的影响。结果表明:随着填料用量的增加,热导率、介电常数升高,而力学性能下降。在碳化硅用量为50%时,材料的热导率、介电常数、体积电阻率、拉伸强度分别为1.15 W/m K、4.182、4.51×1013Ω.cm、6.3MPa。此外,不同粒径大小的碳化硅粒子配合使用比单一粒径填充更能提高份额和材料的导热性能。