PPS/GF混纤纱复合材料的制备及力学性能研究

制备了混纤纱结构的聚苯硫醚（PPS）/玻璃纤维（GF）织物,通过模压成型制备复合材料层压板。研究了质量含量为20 % PPS和80 % GF的复合材料的成型温度、成型时间等因素对复合材料层压板力学性能的影响。通过扫描电子显微镜对不同工艺条件下复合材料的微观形貌进行了观察, 研究了工艺条件对空隙的影响规律。结果表明,在成型温度为320 ℃、成型压力为2.0 MPa,成型时间为10 min时,连续PPS/GF复合材料层压板的力学性能达到最优值,其拉伸和弯曲强度分别为（502.9±2.9）、(530.1±5.6) MPa。     

聚乙二醇对聚乳酸/淀粉纳米晶复合材料性能的影响

以聚乳酸（PLA）和淀粉纳米晶（SNC）为主要原料,聚乙二醇（PEG）为增塑剂,采用溶剂蒸发法制备PLA/SNC和PLA/SNC/PEG复合材料,通过差示扫描量热仪（DSC）、热台偏光显微镜（PLM）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等研究了PEG对复合材料结晶行为、力学性能及界面相容性的影响。结果表明,PEG能够与SNC协同促进PLA结晶,使PLA/SNC/PEG复合材料的结晶速率明显提高;PEG的添加未改变PLA/SNC复合材料的结晶结构;随着PEG含量的增加,PLA/4 %（质量分数,下同）SNC复合材料的拉伸强度先升高后下降,断裂伸长率不断提高;当PEG含量为2 %时,PLA/4 %SNC/2 %PEG复合材料的力学性能最佳,拉伸强度为47.86 MPa,断裂伸长率为10.20 %,PLA与SNC间界面相容性得到改善。     

PP/EVA复合发泡材料的制备与性能研究

以高熔体强度聚丙烯（PP）和乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）为主要原料,通过化学?模压发泡法制备聚丙烯/乙烯-醋酸乙烯酯（PP/EVA）发泡复合材料并采用差示扫描量热仪（DSC）、扫描电子显微镜（SEM）、旋转流变仪等设备对复合材料测试分析,研究了不同含量EVA对PP发泡性能及力学性能的影响。结果表明,EVA的加入对PP的结晶度影响不大;当EVA添加量为5 %时,复合发泡材料的弯曲强度明显提高,从10.8 MPa提高到了15.5 MPa,但对拉伸强度影响不大;同时,复合材料泡孔孔径从68.36 μm减小到33.58 μm,孔径分布更均匀;在EVA添加量为5 %时,泡孔平均直径达到最小值,泡孔密度达到最大值,泡孔孔径分布最集中。     

PE⁃UHMW/海泡石纤维复合材料的力学性能与摩擦学性能研究

采用硅烷偶联剂KH550对海泡石纤维（Sep）进行了改性,采用平板硫化机通过热压成型法制备了超高分子量聚乙烯（PE?UHMW）/Sep和PE?UHMW/改性海泡石纤维（O?Sep）复合材料,并通过红外光谱仪（FTIR）、电子万能试验机、扫描电子显微镜（SEM）等对Sep 及O?Sep的表面结构和复合材料的力学性能、摩擦学性能及磨痕形貌进行了表征和测试。结果表明,O?Sep表面存在KH550分子,其在复合材料中分布比Sep更为均匀;当O?Sep含量达到6 %（质量分数,下同）时,复合材料力学性能和摩擦学性能表现最佳,其拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量和冲击强度分别为32.1 MPa,171.2 MPa、138.3 GPa和17.62 kJ/mm²,比纯PE?UHMW分别提高了41.4 %、40.0 %、95.6 %和36.9 %;其摩擦因数和磨损量分别为0.124和 0.1 mg,比纯PE?UHMW分别提高了77.1 %和80 %。     

PA6/SMA/LGF复合材料的制备及其性能研究

采用熔融共混法制备了聚酰胺6/苯乙烯-马来酸酐共聚物/长玻璃纤维(PA6/SMA/LGF)复合材料,利用差示扫描量热法(DSC)、热重分析(TGA)、热变形温度及力学性能测试等手段研究了LGF含量对PA6/SMA/LGF复合材料熔融结晶行为、热性能及力学性能的影响。结果表明:随着LGF含量的增加,PA6/SMA/LGF复合材料的结晶温度、结晶度以及熔融焓均先升高再降低,而且复合材料的最大分解温度较纯PA6显著提高;另外,随着LGF含量的增加,PA6/SMA/LGF复合材料的热性能及力学性能均明显改善,其中当LGF含量为27%时,复合材料的热变形温度、弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度和冲击强度分别增至206.0℃、227.8 MPa、7 335 MPa、180.6 MPa和18.7 kJ/m2。     

聚丙烯/高密度聚乙烯/氮化硼导热复合材料的制备及性能研究

以聚丙烯（PP）/高密度聚乙烯（HDPE）共混物为基体，六方氮化硼（h-BN）为导热填料，聚丙烯接枝马来酸酐（PP-g-MAH）为相容剂，通过熔融共混法制备PP/HDPE/h-BN和PP/HDPE/h-BN/PP-g-MAH导热复合材料。采用导热系数仪、场发射扫描电镜、万能试验机、热分析仪等测试导热复合材料，研究不同含量的h-BN、PP-g-MAH对复合材料导热性、力学性能、结晶性能和耐热性的影响。结果表明：随着h-BN含量的增加，PP/HDPE/h-BN复合材料的弯曲强度、热导率和耐热性提高。当h-BN含量为20%，复合材料的弯曲强度达到41.02 MPa；当h-BN含量为25%，复合材料热导率达到0.372 1 W/（m·K）。h-BN对PP的结晶具有促进作用，提升PP的结晶速率和结晶温度。PP、HDPE与h-BN质量比为64∶16∶15时，添加5%的PP-g-MAH，增强了h-BN和基体材料的界面相容性，复合材料的弯曲强度达到42.72 MPa，拉伸强度达到26.64 MPa，热导率达到0.356 1 W/（m·K）。     

基于阀体制造的先进树脂基复合材料性能研究

研究了不同改性方法对酚醛团状膜塑料（BMC）、酚醛片状膜塑料（SMC）、乙烯基SMC材料力学性能的影响,分析了树脂基与纤维相的改性作用机制,得到了三者中具有最佳力学性能的复合材料,并通过仿真分析验证了不同复合材料用于制造阀体的可行性。结果表明,3种材料的拉伸性能为乙烯基SMC>酚醛BMC>酚醛SMC,弯曲性能为酚醛BMC>乙烯基SMC>酚醛SMC,乙烯基SMC的综合力学性能最佳;成型温度为160 ℃、模压压力为9 MPa、保温时间为30 min时,乙烯基SMC的拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量分别达到148.26 MPa、4.50 GPa、92.33 MPa、2.39 GPa;阀体静力学分析结果表明,乙烯基SMC与酚醛BMC均满足阀体制造要求。     

PE-HD/CF/HGB三元复合材料的制备及力学性能

以高密度聚乙烯(PE-HD)为基体、碳纤维(CF)为增强材料,采用双辊塑炼工艺制备了PE-HD/CF复合材料,力学性能测试结果表明该复合材料的拉伸和弯曲性能随CF含量的增加而增大,但缺口冲击强度逐渐下降。在该复合材料基础上添加空心玻璃微珠(HGB)制得PE-HD/CF/HGB三元复合材料,力学性能测试结果表明当HGB用量为10份且CF用量为15份时,三元复合材料的拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度均达到最大,分别为46.98 MPa,45.69 MPa和8.17 kJ/m2,较未加HGB的PE-HD/CF复合材料分别提高了7.19%,4.17%和10.4%。扫描电子显微镜结果表明,HGB主要通过其变形和破坏来吸收冲击能量,从而提高复合材料的韧性。     

流动场下含β成核剂的玻璃纤维增强聚丙烯复合材料结构与性能研究

采用普通注射成型和动态保压注射成型分别制备了不同玻璃纤维（GF）含量和β成核剂含量的等规聚丙烯（iPP）复合材料,测试了复合材料的力学性能,并采用二维广角X射线衍射、扫描电子显微镜和二维小角X射线散射研究了复合材料的iPP分子链取向、GF取向及结晶性能。结果表明,在动态保压注射成型条件下,GF含量为30 %（质量分数,下同）、β成核剂含量为0.2 %时,复合材料具有最优异的综合性能,拉伸强度为58.52 MPa,冲击强度为9.26 kJ/m2,这是由于在流动场下含GF与β成核剂的复合材料形成了"皮刚芯韧"类竹子的仿生结构。     

高性能聚氯乙烯复合材料的研究

以聚氯乙烯(PVC)为基体、热塑性聚氨酯弹性体(PUR–T)为增韧剂、连续玻璃纤维(GF)为增强剂,通过熔体浸渍挤出工艺制备高性能PVC复合材料,并对其力学性能、耐热性能和动态力学性能进行研究。结果表明,随着PUR–T或连续GF含量增加,复合材料的力学性能和耐热性能均得到提高,当PUR–T/PVC质量比为2/8,连续GF质量分数为30%时,复合材料的拉伸强度、缺口冲击强度、弯曲强度、弯曲弹性模量、维卡软化温度分别为83.42 MPa,19.81 k J/m2,106.33 MPa,8 823.36 MPa和74.1℃;随着连续GF含量增加,复合材料的储能模量和玻璃化转变温度提高,损耗因子降低;扫描电子显微镜测试结果表明连续GF在PVC中保持了较长的长度,分散性良好。     

一种高性能环氧树脂固化体系的研究

通过凝胶化测试和示差扫描量热分析（DSC）,研究了CYD128／DMP-30体系固化反应性,20℃凝胶化时间为70min;测试了浇铸体力学性能和耐热性,其中拉伸强度为50．2MPa,拉伸模量为3．5GPa,弯曲强度为156．7MPa,冲击强度为15．0（kJ·m^-2,玻璃化温度（Tg）为96℃。研究了连续纤维增强CYD128／DMP-30体系复合材料的性能,其中连续玻璃纤维增强复合材料弯曲强度为954．8MPa,连续碳纤维增强复合材料弯曲强度为1057．4MPa。     

废旧聚甲醛/改性竹纤维复合材料的力学性能研究

采用碱(NaOH)、硅烷偶联剂(KH560)、异氰酸酯(IPDI)等不同处理方法对废旧聚甲醛/竹纤维（POM/BF）复合材料的界面进行调控,研究了竹纤维改性方法和竹纤维含量对复合材料力学性能的影响。结果表明,NaOH+IPDI和NaOH+KH560能够实现对复合材料界面的调控,利用NaOH+2 %IPDI对BF进行处理后,POM/BF复合材料［BF为20 %（质量分数,下同）］的弯曲强度增加了13.38 %,拉伸强度为50.36 MPa;利用NaOH+5 %KH560对BF进行调控处理后,POM/BF复合材料的弯曲强度增加了12.61 %,拉伸强度为46.87 MPa;NaOH+2 %IPDI对BF的处理具有更好的效果,BF含量为20 %时复合材料的力学性能最佳。     

聚氨酯/甲基二苯基氧化膦的冷结晶及阻燃性能研究

将新型阻燃剂甲基二苯基氧化膦（DPMP）与聚氨酯（PU）复合,并采用片状黏土为协效剂,通过极限氧指数（LOI）测试、垂直燃烧测试（UL 94）和微型量热分析（MCC）研究了DPMP和黏土对复合材料阻燃性能的影响,并采用示差扫描量热仪（DSC）、热失重分析仪（TG）分析了复合材料的结晶性能及热降解行为。结果表明,DPMP能促进PU冷结晶,从而提高其模量和力学性能。当PU复合材料中DPMP含量（质量分数,下同）为10%时,PU的LOI值从23%增加到28.3%。PU/10%DPMP的模量、断裂伸长率和拉伸强度分别为1.37 MPa、1 042%和13.84 MPa,纯PU的相应分别为1.17 MPa、811%和11.32 MPa。当体系进一步加入黏土,1%的黏土即可使PU/DPMP的滴落现象消失,UL 94达到V-0级。     

玄武岩纤维增强PVDF/PP/PETG共混物及性能的研究

通过熔融共混法制备了聚偏氟乙烯/聚丙烯/聚对苯二甲酸乙二醇1,4环己二醇酯（PVDF/PP/PETG）共混物,利用玄武岩纤维对其进行增强改性,并采用扫描电子显微镜、转矩流变仪、维卡软化点测试仪等测试仪器对共混物的形态、黏度、耐热性和力学性能等进行了研究。结果表明,230 ℃时,共混物中PVDF、PP和PETG属两两不相容体系,PVDF和PP呈现连续相结构,而PETG则以球状形态分散在体系中;经玄武岩纤维增强改性后,复合材料的拉伸强度和弯曲强度随着玄武岩纤维含量的增加而增大,且当其含量为30 %（质量分数,下同）时,复合材料的拉伸强度和弯曲强度分别增加到44.0 MPa和67.9 MPa;共混物的维卡软化点从126.7 ℃提高到141.7 ℃。     

水性聚氨酯/聚乙烯醇复合材料的制备与性能

将水性聚氨酯（WBPU）乳液与聚乙烯醇（PVA）溶液共混制备了WBPU/PVA复合材料。通过FTIR、透光率、AFM、拉伸测试、吸水率、TG等表征方法研究了材料的相容性以及PVA含量对复合材料的力学性能、耐水性和热性能的影响。实验结果表明,WBPU与PVA间存在分子间氢键作用;当PVA含量为80%时,两组分具有相对较高的相容性,且此时复合材料具有最大的拉伸强度61.9 MPa,相对于WBPU（24.9 MPa）和PVA（44.7 MPa）分别提高了149%和38%;随着PVA含量的增加,复合材料的断裂伸长率和耐水性呈现降低的趋势。     

增容剂对PP/PP-g-MAH/CaCO_3复合材料性能与形态的影响

采用熔融混合法制备了PP/PP-g-MAH/CaCO3复合材料,并利用万能试验机、差示扫描量热仪(DSC)和扫描电子显微镜(SEM)分析了PP-g-MAH含量对PP/PP-g-MAH/CaCO3复合材料力学性能、结晶性能与界面形态的影响。结果表明:随着增容剂PP-g-MAH含量的增加,PP/PP-g-MAH/CaCO3复合材料的拉伸强度从25.7 MPa增加到32.0 MPa,弯曲强度从34.7 MPa增大到41.2 MPa;结晶温度则先增大后逐渐减小,当PP-g-MAH含量为2%时结,晶温度为123.9℃,结晶度为44.7%;而断裂伸长率和冲击强度逐渐减小。     

水滑石填充PVC复合材料的制备及性能研究

采用液态丁腈橡胶（LNBR）对水滑石（HT）进行表面包覆改性制备了LNBR/HT,并用其填充聚氯乙烯（PVC）制备了复合材料,采用红外光谱仪（FTIR）简支梁冲击试验机、万能试验机、氧指数测定仪、动态力学分析仪（DMA）、、扫描电子显微镜（SEM）等仪器研究了LNBR对HT的改性方式和改性前后HT含量对复合材料力学性能、阻燃性能、动态力学性能及微观形貌的影响。结果表明,LNBR对HT的改性为物理改性,由于LNBR与PVC基体有良好的相容性,经LNBR改性的HT在PVC基体中的分散性得以改善,其与PVC基体的界面黏结作用增强;PVC/LNBR/HT复合材料较PVC/HT表现出优异的力学性能和阻燃性能;PVC/LNBR/HT复合材料的拉伸强度和缺口冲击强度在LNBR/HT含量分别为5 份和10 份时分别达最大值,为29.8 MPa和17.7 kJ/m²;PVC/LNBR/HT复合材料的极限氧指数在LNBR/HT含量为40 份时达34.6 %;由于LNBR在复合材料体系中充当增容剂和增塑剂的双重作用,PVC/LNBR/HT复合材料的刚性增加,但耐热性出现小幅下降。     

碳纳米管改性方法对聚酰胺11性能影响研究

采用酸处理和聚乙烯亚胺（PEI）表面修饰两种方法对多壁碳纳米管（MWCNTs）进行改性,将改性碳纳米管与聚酰胺11（PA11）熔融共混,制备了聚酰胺11/酸刻蚀碳纳米管（PA11/a?MWCNTs）和聚酰胺11/聚乙烯亚胺接枝碳纳米管（PA11/ PEI?MWCNTs）复合材料,并通过扫描电子显微镜（SEM）、热重分析仪（TG）、红外光谱仪（FTIR）、差示扫描量热仪（DSC）等对复合材料的微观形貌、分散性、热稳定性、结晶性能以及力学性能进行了表征。结果表明,通过PEI表面修饰的改性方法制备的复合材料的性能更加优异;当PEI?MWCNTs含量为3 %（质量分数,下同）时,PA11/ PEI?MWCNTs复合材料的拉伸强度为62.7 MPa,弹性模量为1 017 MPa,分别比纯PA11的提高了37 %和65 %,同时,其结晶度提高了14.6 %。     

铜对碳纤维/酚醛树脂受电弓滑板材料的性能影响

采用热压烧结法制备了碳纤维织物/酚醛树脂(PE)受电弓滑板复合材料,研究了Cu对碳纤维织物/PE受电弓滑板复合材料的电阻率、密度和力学性能的影响。采用万能材料试验机、电阻测试仪测试了复合材料的力学性能和电学性能,用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)分析测试手段对材料的组成结构及断口微观形貌等进行了测试和表征。结果表明,铜粉经高温烧结后呈连续三维网状结构,这种结构与碳纤维织物协调作用,阻止裂纹扩展,提高了复合材料的力学性能;当铜含量为40%时,复合滑板材料的综合性能最优:电阻率降至22.1μΩ.m;弯曲强度和压缩强度分别提高至61.8MPa和29.6MPa;冲击韧性达到12.7 J/cm3。     

液态丁腈橡胶增韧改性环氧树脂研究

用液态丁腈橡胶(LNBR)对环氧树脂(EP)进行增韧改性,制备出LNBR/EP复合材料。通过对不同含量LNBR的环氧树脂复合材料力学性能测试,结果表明:当LNBR含量为20 phr时,复合材料冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率达到23.6 KJ/m2、60.2 MPa和26.32%;利用SEM对复合材料分析得到LNBR增韧使环氧树脂从脆性断裂变为韧性断裂;利用差示扫描量热法对复合材料的热性能分析得到:随着LNBR份数增多,体系Tg温度逐渐降低。