PS/PP/Nano-TiO_2复合材料的制备及性能研究

采用熔融共混法制备了聚苯乙烯/聚丙烯/纳米二氧化钛(PS/PP/nano-TiO2)复合材料,并对该复合材料的力学性能、热稳定性和微观结构进行了研究。结果表明:随着nano-TiO2用量的增加,PS/PP/nano-TiO2复合材料的亲水性和热稳定性明显提高,冲击和拉伸强度均先增大后减小,其中当nano-TiO2用量为2%时,复合材料的力学性能均达到峰值;此外微观分析结果显示,nano-TiO2的引入改善了PS与PP的相容性。     

应用于3D打印技术的ABS/纳米二氧化钛复合材料制备及力学性能研究

以丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)为基体及自制的纳米二氧化钛(nano-TiO2)为改性剂,利用加热混制法制备ABS/nano-TiO2复合材料,混炼时以不同质量分数的nano-TiO2进行混炼。针对复合材料的动态力学性能(储能模量和损耗模量)和静态力学性能(拉伸强度、杨氏模量和硬度),对混制挤压成型的线材及3D打印的试样进行对比分析。通过扫描电子显微镜(SEM)分析可知,二氧化钛粉末为纳米级,能量色散X射线光谱(EDS)分析表明,元素含量和种类与设计一致。结果显示,通过添加nano-TiO2,可以提高ABS的拉伸强度、硬度、储能模量及损耗模量;且随着温度增加,ABS/nano-TiO2复合材料的储能模量降低,而损耗模量增加。研究结果可知,添加nano-TiO2可以提升ABS/nano-TiO2复合材料的力学性能,且经3D打印成型试样的各项性能保持稳定。     

静电纺丝法制备RGO/PU纳米复合纤维的研究

采用改进Hummer法制备了氧化石墨烯,并由氧化石墨烯制备了还原氧化石墨烯(RGO),将其添加到热塑性聚氨酯(PU)纺丝液中,用静电纺丝法制备了RGO/PU纳米复合纤维。讨论了纺丝电压对纤维的影响,考察了复合纤维膜的形貌、导电性能和力学性能。结果表明,纺丝电压为23~28 k V时有明显的泰勒锥;在PU中添加质量分数为0.50%的RGO可以明显提高复合纤维的导电性能;加入RGO后PU纤维拉伸强度和断裂伸长率提升明显。     

纳米TiO_2表面接枝PAN及其对PP抗紫外老化性能的影响

采用细微乳液聚合法制备了基于共价键结合的纳米TiO2表面接枝聚丙烯腈(PAN)(纳米TiO2-g-PAN)复合抗紫外老化剂,将其与聚丙烯(PP)共混制备了PP/纳米TiO2-g-PAN复合材料。研究了纳米TiO2-g-PAN在PP中的分散情况及PP/纳米TiO2-g-PAN复合材料的抗紫外老化性能。傅立叶变换红外光谱、热失重、扫描电子显微镜和力学性能测试分析表明,PAN成功接枝到纳米TiO2表面,提高了纳米TiO2与PP的相容性及PP/纳米TiO2-gPAN复合材料的热稳定性能、力学性能和抗紫外老化性能。当纳米TiO2-g-PAN与PP配比为0.05时,PP/TiO2-gPAN复合材料的拉伸强度、冲击强度、拉伸强度保持率和冲击强度保持率分别为38.66 MPa,691.75 kJ/m2,63.49%和58.42%,综合力学性能最佳。     

MWCNTs／PS复合材料阻燃性能研究

以多壁碳纳米管、表面处理MWCNTs、MWCNTs/纳米氧化钛复合对聚苯乙烯(PS)进行阻燃改性.通过热失重(TG)和氧指数(LOI)测试等方法,测试MWCNTs/PS、MWCNTs/nano-TiO2/PS复合材料的阻燃性能和热稳定性;利用扫描电镜、傅立叶红外光谱法研究复合材料的微观形态结构.研究表明:少量的MWCNTs可提高PS的阻燃性能,混合酸溶液处理的MWCNTs对PS的阻燃改性效果比未处理的MWCNTs要好;当MWCNTs添加量达到3.0Wt%时,该复合材料的氧指数达到22,可以较大地减少燃烧熔融滴落;MWCNTs(1.0Wt%)/nano-TiO2(5.0Wt%)/PS复合材料的氧指数达到23,说明MWCNTs与nano-TiO2具有协同阻燃效果.     

海藻酸钙/纳米TiO_2共混纤维的制备与表征

将含固体质量分数为5%的海藻酸钠纺丝原液与纳米二氧化钛(TiO2)水分散液均匀混合,制得海藻酸钠/纳米TiO2混合纺丝原液,采用湿法纺丝,通过氯化钙凝固浴,经拉伸、水洗,制备了海藻酸钙/纳米TiO2共混纤维,研究了纳米TiO2含量对共混纤维结构及性能的影响。结果表明:纳米TiO2的加入,提高了共混纤维的力学性能;加入质量分数为0.5%的纳米TiO2,海藻酸钙大分子链上的红外特征吸收峰峰形明显变宽,共混纤维的力学性能最佳,断裂强度为2.93 cN/dtex,断裂伸长率为7.34%,优于海藻酸钙纤维;添加纳米TiO2质量分数为3%时,纳米TiO2在共混纤维中仍能较好的分散,且纤维表面光滑。加入纳米TiO2后,共混纤维的热稳定性提高。     

不同紫外光对无机纳米材料改性聚丙烯老化行为的影响

将无机纳米材料与聚丙烯（PP）熔融共混制备耐候性PP复合材料。采用透射电子显微镜、凝胶渗透色谱、红外光谱以及力学性能测试等手段研究了纳米二氧化钛（nano-TiO2）、纳米二氧化硅（nano-SiO2）、纳米氧化锌（nano-ZnO）等无机材料对PP抗紫外老化性的影响。结果表明,无机纳米材料的含量为0.3 ％时,分散性最好,可促使PP力学性能提高;PP/nano-TiO2的抗紫外线老化性能最好,与纯PP相比,老化144 h后断裂伸长率保持率在波长为340 nm和313 nm紫外光源中分别提高了31.5 %和11.8 %。     

PP/纳米CeO2复合纤维的制备及性能研究

将用偶联剂修饰后的纳米氧化铈(CeO2)、未修饰纳米CeO2以相同的比例与PP切片共混后熔融纺丝,并测定拉伸纤维的力学性能和染色性能。结果表明:加入用偶联剂修饰纳米CeO2的PP纤维的可纺性较好,力学性能比PP纤维下降少;而加入未修饰纳米CeO2后PP复合纤维的可纺性较差,力学性能有所下降。SEM照片表明,用偶联剂修饰后的纳米CeO2在纤维表面分布均匀,颗粒尺寸明显比未修饰纳米CeO2小。用分散染料在高温高压下对PP复合纤维进行染色,加入修饰后纳米CeO2纤维和未修饰纳米CeO2的PP纤维其吸收系数与散射系数的比值(K/S)比PP纤维分别增加了30.3%,45.5%,纤维的染色性能提高。     

纳米CaCO3对PP/BF复合材料性能影响

以甘蔗渣纤维(BF)、聚丙烯(PP)为原料,添加纳米碳酸钙(CaCO_3)挤出制备PP/BF/CaCO_3复合材料。通过复合材料的力学性能测试及傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重(TG)分析、扫描电子显微镜(SEM)等探究纳米CaCO_3含量对PP/BF/CaCO_3复合材料的影响。结果表明,添加质量分数9%的纳米CaCO_3时复合材料力学性能最佳,其拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度分别比未添加纳米CaCO_3时提高了20.7%,14.61%和20.02%;添加纳米CaCO_3组分对PP的化学结构和纤维结构基本没有影响;PP/BF/CaCO_3复合材料的热稳定性随着纳米CaCO_3含量的增加而呈现上升的趋势;纳米CaCO_3良好的分散性及其与PP/BF复合材料的相容性在含9%纳米CaCO_3含量时表现为最优。该材料应用于汽车专用材料,改性塑料的刚性、韧性、弯曲强度和热塑性都明显改善。     

部分环化聚酰胺酸的湿法纺丝成形研究

采用三乙胺/乙酸酐混合液作环化剂对聚酰胺酸(PAA)进行部分环化,制备不同环化程度的聚酰胺酸/聚酰亚胺(PAA-PI)纺丝液,经湿法纺丝成形、高温拉伸得到PI纤维,通过红外光谱、热重分析、动态力学分析表征PI纤维的热稳定性和力学性能。结果表明:不同环化剂添加量的PAA-PI纺丝液的实际环化程度与理论值相符;预环化有利于提高PAA-PI初生纤维的热稳定性;部分环化的PAA-PI纺丝液有利于纤维的成形,且明显提高PI纤维的力学性能,但环化速度不宜过高;当环化程度为5%时,PI纤维的断裂强度最高达18.6 c N/dtex,相比未环化纤维提高16%。     

纳米TiO_2/PPS共混纤维的结构及耐紫外老化性能

采用共混纺丝法制备了纳米二氧化钛(TiO2)/聚苯硫醚(PPS)共混纤维,借助声速取向仪、差示扫描量热仪、扫描电子显微镜和热重分析仪等研究了纳米TiO2对共混纤维取向、热性能、形貌、热稳定性以及耐紫外老化性能的影响。结果表明:随纳米TiO2含量增加,共混纤维的取向度逐渐下降;少量纳米TiO2的加入对PPS纤维的熔融温度没有影响,但其重结晶温度升高,结晶度大幅提高;少量纳米TiO2的加入有利于改善PPS纤维的耐紫外老化性能,经紫外老化192 h后,含w(TiO2)为1.5%的PPS纤维的断裂强度保留率和断裂伸长保留率分别为66.7%和70.5%,明显高于纯PPS纤维的39.1%和26.6%,且纤维表面裂纹明显减少;w(TiO2)为1%～3%时,纳米TiO2不会影响PPS纤维的热稳定性。     

纳米CaCO_3/POM复合纤维的制备

将纳米CaCO3和聚甲醛(POM)按一定的质量比放在超高速混合机中混合,借助混合机叶片高速旋转时产生的热量和外加热的热量,使得POM颗粒软化,再将纳米CaCO3均匀地粘附在其表面上,从而制得聚甲醛复合材料。采用熔融纺丝法制备初生纤维,再通过热空气浴热拉伸得到最终的纤维。最后,通过XRD测试纤维的结晶情况,通过扫描电镜(SEM)测试纤维的表面形态和断面形态以了解纳米CaCO3在聚甲醛基体中的共混情况,通过TG测试纤维的热稳定性和通过纤维工程力学仪器测试单根纤维的力学性能。结果表明:改性和拉伸后纤维的结晶度上升,而晶粒尺寸变小;纤维的表面变得粗糙,低含量的纳米碳酸钙在POM中的分散效果良好;改性后纤维的热稳定性得到明显地提高;纤维的强度和韧性也有较好的改善。     

纳米二氧化钛／水性聚氨酯复合材料的研究

采用溶液共混法制备了纳米二氧化钛／水性聚氨酯复合材料,研究了纳米二氧化钛对复合材料的力学性能和热稳定性的影响,并对影响机理做出了解释。测试了复合材料的抗菌性能,结果表明复合材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌作用随着二氧化钛的含量的增加而增强。     

The effect of blending sequence on the structure and properties of poly(vinyl chloride)/chicken eggshell powder composites

The effect of the blending sequence of poly(vinyl chloride)/chicken eggshell powder (PVC/ESP) composites on the processing, mechanical properties, morphology, and thermal decomposition were investigated. The compounding of composites was done by using a Rheomix mixture internal mixer at 180°C and a rotor speed of 30 rpm for 10 min to allow the mixing torque to reach a steady state. The mechanical and morphological properties of PVC/ESP composites under different blending sequences have been characterized by a lightweight tensile tester and scanning electron microscopy. The thermal stability and thermal analysis of the composites were performed by thermogravimetric and differential scanning calorimetric analysis. Good interfacial adhesion between filler and matrix in composites prepared via blending sequence 2 has improved the tensile strength and thermal stability of the PVC/ESP composite compared with blending sequence 1 as proved from scanning electron microscopy results on the tensile fracture surface of the composites. Thermogravimetric analysis results show that blending sequence 2 exhibited higher thermal stability comparable with blending sequence 1. In addition, the differential scanning calorimetric analysis results illustrate that the composites prepared via blending sequence 2 exhibit higher melting and crystallization temperature values compared with composites prepared via blending sequence 1. J. VINYL ADDIT. TECHNOL., 23:298–304, 2017. © 2015 Society of Plastics Engineers     

改性碳纳米管增强热塑性聚氨酯复合材料的性能研究

以碳纳米管（CNTs）和热塑性聚氨酯（TPU）为原料,通过硫酸（H₂SO₄）/硝酸（HNO₃）混合溶液处理碳纳米管颗粒表面以达到改性的效果,使用改性过后的碳纳米管熔融共混制备出TPU/CNTs复合材料。研究了不同含量的CNTs对TPU基体的流变、力学、耐磨性以及热性能的影响。结果表明, 改性过后的CNTs在TPU基体中形成了良好的分散性和相容性;TPU/CNTs复合材料在高频剪切下保留了复合材料的加工流动性,并且复合材料的拉伸强度以及耐磨性相较于TPU有明显的增强,其中在改性碳纳米管含量较低时,复合材料的力学性能改善较为明显;改性CNTs的加入提高了TPU基体的熔融温度和结晶度;改性CNTs的加入提高了复合材料的热降解温度,提高了TPU基体的热稳定性。     

原位聚合法制备PVB/纳米Ti02复合材料及其性能与表征

利用韶声波分散法将纳米_氧化认(TiO2)均匀分散到聚乙烯醇(PVA)水溶液中,通过原位法制备了一系列不同TiO2含量的聚乙烯醇缩丁醛(PVB)纳米TiO2复合材料。采用FT-IR, UV-VIS, DSC和TG,AFM等平段对所制得的原位复合材料的结构、微观形貌和性能讲行了研究。结果表明,在合成PVB讨程中引入纳米Ti( )>粒子,能更均匀地分散在PVB笨质中,PVB对TiU粒子具有很奸的位理效果,形成了以纳米TiO2粒子为核心的网络结构。该原位复合材料的力学性能尤其是韧性得到了明显捍高,在TiO2相对PVB含量较低时其断裂伸长率就达到纯PVB的6倍左右,同时该复合材料具有良奸的紫外屏蔽性能及耐热性能,而且材料溶解后的诱明度良奸。     

The thermal and mechanical properties of a polyurethane/multi-walled carbon nanotube composite

A polyurethane/multi-walled carbon nanotube elastomer composite was synthesized. The microstructure of the composite was examined by field-emission scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. The thermal and mechanical properties of the composite were characterized by dynamic mechanical thermal analysis, thermogravimetric analysis and tensile testing. The chemical linkage of carbon nanotubes with polyurethane matrix was confirmed by Fourier transform infrared spectra. The study on the structure of the composite showed that carbon nanotubes could be dispersed in the polymer matrix well apart from a few of clusters. The results from thermal analysis indicated that the glass transition temperature of the composite was increased by about 10 °C and its thermal stability was obviously improved, in comparison with pure polyurethane. The investigation on the mechanical properties showed that the modulus and tensile strength could be obviously increased by adding 2 wt% (by weight) CNT to the matrix.     

LLDPE/LDPE/TiO2复合膜的分散及光学性能

讨论了纳米TiO2在线型低密度聚乙烯（LLDPE），低密度聚乙烯（LDPE）复合体系中的分散和体系流变行为，研究了复合薄膜的光学性能。结果表明，以高流动性LDPE为基体的纳米TiO2母料，加入LLDPE，LDPE体系中后。复合体系的表观粘度有所提高。但拉伸粘度显著下降。纳米TiO2母料在LLDPE／LDPE复合体系中具有良好的分散性，复合薄膜中的纳米TiO2为一次粒子。纳米TiO2起到了异相成核剂的作用。球晶的粒子得到细化。在本研究的纳米填充范围内（质量分数不大于1.0％），复合薄膜的透光度基本不变。雾度发生了较大幅度上升，复合薄膜在紫外光区域的吸收显著增强。     

BIIR/OMMT纳米复合材料的阻透性能和耐寒性能

采用机械混炼法制备了溴化丁基橡胶/有机蒙脱土(BIIR/OMMT)纳米复合材料,采用SEM和XRD对其亚微观结构进行了表征,并对其耐寒性能和阻透性能进行了研究。实验结果表明:OMMT片层以剥离状态分散于BIIR基体中;添加OMMT之后,BIIR的交联密度明显提高;OMMT能够略微降低BIIR的耐寒性能;OMMT片层具有优异的阻透效应,能够明显提高BIIR的热稳定性能和耐油性能。