高强度PMMA基复合材料的制备及在室内设计中的应用

采用扩链剂、相容剂和云母粉作为增刚助剂,制备聚碳酸酯/聚甲基丙烯酸甲酯(PC/PMMA)复合材料,探究不同增刚助剂含量对复合材料拉伸强度、耐刮擦性能、硬度和光泽度的影响。结果表明:随着扩链剂含量的提高,复合材料耐刮擦性能、拉伸强度、硬度和光泽度都得到改善;苯乙烯/马来酸酐共聚物(SMA)能够改善复合材料表面性能,但对复合材料光泽度有略微影响,随着其含量增加,复合材料拉伸性能呈现先升高后降低的趋势;随着云母的加入,复合材料表面硬度进一步提高,光泽度和耐刮擦性能略微下降,拉伸强度也呈先提高后降低趋势;最佳复合材料配方为m(PC)∶m(PMMA)∶m(扩链剂)∶m(SMA)∶m(云母粉)=20∶80∶0.4∶3∶10,此时复合材料表面邵D硬度达到85,刮痕处ΔL值达到1.5,光泽度为70°,拉伸强度达到58.9 MPa,具有高强度、高光泽和耐刮擦特点。     

纳米二氧化硅/热塑性聚酯弹性体复合材料的流变行为

利用毛细管流变仪研究了纳米二氧化硅/热塑性聚酯弹性体(n-SiO₂/TPEE)复合材料在圆形流道流动过程中的剪切流变行为。n-SiO₂/TPEE复合材料在剪切流变中并不表现为典型的抛物线曲面“柱塞流”,而是表现为平面“柱塞流”流动行为，且随着n-SiO₂含量增大，其假塑性非牛顿流体特性越明显，幂律指数越小于1;同时，剪切应力/黏度与熔体强度越大，平面“柱塞流”的壁面滑移速率与熔体流动速率越大。此外，引入n-SiO₂可降低TPEE复合材料体系的挤出胀大比，且随着n-SiO₂含量增大，TPEE复合材料体系的挤出胀大比逐渐减小。     

胶黏剂对芳纶复合材料防刺性能的影响

以不同的水性聚氨酯(PU)及环氧树脂(EP)为主体,制得一系列胶黏剂胶液,并制备成胶膜,通过分析胶膜的力学性能及硬度优选出胶黏剂主体;采用胶黏剂胶液、助剂、纳米二氧化硅(SiO₂)粒子与芳纶1414通过热压法制备芳纶复合材料,研究了助剂含量、纳米SiO₂含量和上胶量对复合材料防刺性能的影响。结果表明：由相对分子质量为2 000的聚己二酸丁二醇酯二醇合成的PU作为胶黏剂主体,制备的复合材料具有良好的综合性能,其抵御功(η_p10)可达0.264 (mN·m³)/g;复合材料的η_p10随胶黏剂中助剂含量的增加呈现先增大后降低的趋势,随着上胶量的增加而增大;以PU为胶黏剂主体、助剂质量分数为1.8%、上胶量为27%时,复合材料的η_p10达0.288 (mN·m³)/g,兼具良好的防刺性能和轻量化;在胶黏剂中添加适量的纳米SiO₂可进一步提高复合材料的防刺性能,当胶黏剂中纳米SiO₂质量分数为6%时,...     

短切CF增强TPEE热塑性复合材料的注射成型及力学性能研究

以热塑性聚酯弹性体(TPEE)为基体材料,8 mm短切碳纤维(CF)为增强材料,制备CF/TPEE复合材料。材料通过双螺杆挤出系统混合塑化、挤出造粒后,再经过注塑成型制备成标准拉伸试样,通过力学性能测试及微观结构观察,系统研究了碳纤维含量和等离子表面处理对CF/TPEE复合材料拉伸性能的影响。结果表明,当碳纤维含量为20%时,CF/TPEE复合材料的拉伸强度最大,为39.08 MPa;相比于纯TPEE,其拉伸强度提高了217%;经过等离子表面处理后,拉伸强度进一步提高了5%。结合拉伸后断面的SEM图发现,注塑试样表层碳纤维取向度高,而近中区和中心层取向度相对较低,这是注射CF/TPEE复合材料拉伸性能提高效应不明显的主要原因。     

耐刮擦聚丙烯共混物的制备和性能研究

采用不同目数滑石粉(Talc)填充增强聚丙烯(PP),研究了聚烯烃弹性体(POE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)和相容剂(PP-g-MAH)对PP复合材料韧性的影响以及硅酮类耐刮擦助剂对材料刮擦性能的影响。结果表明:PP/POE/LLDPE/相容剂/Talc(质量比为57/10/10/3/20)复合材料综合力学性能最佳,而添加3份硅酮助剂(AS100)时,刮擦性能得到极大的改善,耐刮擦值(ΔL)可达到0.56。     

石墨的含量对硅橡胶/石墨复合材料的影响

以热硫化硅橡胶为基体,添加石墨制备硅橡胶/石墨复合材料,研究了石墨的含量对硅橡胶/石墨复合材料力学性能、耐烧蚀性能及摩擦磨损性能的影响。试验结果表明:随着石墨量从0份增加到12份,材料的抗拉强度及硬度变化不大,而石墨的增加使硅橡胶的质量烧蚀率从0.056g/s降低到0.051g/s,耐烧蚀性提高了10%;摩擦磨损量从0.0042g减小到0.0032g,耐磨性提高了24%左右。     

增塑剂DIDP对聚酯弹性体流变性能的影响

以邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)为增塑剂,聚酯弹性体(TPEE)为基础树脂,研究DIDP对TPEE流变性能的影响。结果表明:随着增塑剂DIDP含量的增加,TPEE的流动性大幅提高,其熔体流动速率可从24.1 g/(10 min)提高到73.5 g/(10 min)。在低剪切速率下(100 s~(-1)),增塑剂DIDP可显著降低TPEE的黏度,添加质量分数为25%的DIDP, TPEE的黏度从553 Pa·s降至117 Pa·s;在高剪切速率下(1 000 s~(-1)),增塑剂DIDP对TPEE黏度的影响减小;同时,增塑剂DIDP可以降低材料黏度对温度的敏感性,尤其是在高剪切速率下(1 000 s~(-1)),质量分数为25%的DIDP改性TPEE的黏度在210℃、220℃、230℃时分别为23.41 Pa·s、22.41 Pa·s、20.08 Pa·s。共混体系中TPEE与DIDP的结晶行为互为影响,二者熔融温度均有所下降,TPEE硬段结晶区的熔融温度从194.8℃下降到189.8℃,DIDP的熔融温度从2.4℃降至-15.7℃。     

新型热塑性聚酯弹性体结晶行为的研究

选择聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)作为硬链段,聚四氢呋喃(PTMG)作为软链段,通过直接酯化熔融缩聚合成系列不同PTMG含量的新型热塑性聚酯弹性体(TPEE)。通过正交偏光显微镜和示差扫描量热仪分别表征了TPEE样品的等温结晶形貌以及其结晶熔融行为、非等温结晶行为。研究结果表明,所合成的TPEE样品球晶的十字消光现象随着PTMG含量的增加逐渐变得模糊,球晶尺寸逐渐变小,最后呈现大量的、小尺寸的亮点。随着PTMG含量的增加,TPEE的熔点逐渐降低,熔限逐渐变宽,TPEE的非等温结晶峰温(Tp)移向低温方向,结晶放热峰逐渐变宽,且半结晶周期(t1/2)变长。由此可得出结论,TPEE中PTMG的引入影响了PTT的结晶,使TPEE的晶粒尺寸变小,结晶变得不完善,这将有利于其弹性的发挥,同时由于其又可热塑性加工,这种TPEE将有好的应用前景。     

相容剂对TPEE/LDPE共混材料的结构及性能影响研究

采用熔融挤出的方法将热塑性聚醚酯弹性体(TPEE)、低密度聚乙烯(LDPE)、乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)共混,固定EVA与TPEE质量比,制备了一系列不同TPEE含量的TPEE/LDPE共混物,研究了EVA对TPEE/LDPE共混物力学性能和形态变化的影响。结果表明当TPEE含量为10%时,相容剂EVA改性后的共混物力学性能最佳,拉伸强度为10.8MPa,断裂伸长率为508.5%;TPEE颗粒的尺寸更小,且分布更均匀。     

珊瑚粉填充改性UHMWPE的划痕试验

将经过硅烷偶联剂处理的天然珊瑚(NC)粉末添加到超高分子量聚乙烯(UHMWPE)中,采用热压固化成型工艺制备出UHMWPE/NC复合材料,通过SEM、XRD和划痕试验等方法对NC在复合材料中的分散性和复合材料的抗划伤性能进行了测定,结果表明:随着NC含量的提高,复合材料中NC的分散性提高;当NC含量为30%时,与纯UHMWPE相比,复合材料的硬度和抗划伤性能分别提高了84%和41%。     

免喷涂外观美学树脂的应用

为了替代传统喷涂材料,制备了高性能免喷涂聚丙烯(PP)复合材料,该PP复合材料具有金属光泽的美学外观,减少喷涂工艺所带来的环境污染且降低成本。以PP树脂为基体,使用自制的颜料分散剂PDA–1和耐划伤剂SR–1制备具有优异耐划伤性的免喷涂PP复合材料。通过扫描电子显微镜观察颜料在树脂内部的分布,使用五指刮擦仪评估材料使用不同耐划伤剂的抗划伤性能。通过加入颜料分散剂PDA–1解决了免喷涂产品各向异性的缺陷,实现各向同性的免喷涂美学外观;自制的抗划伤剂SR–1具有优异的耐划伤性,满足汽车行业对材料的耐划伤需求(大众汽车标准PV3925)。     

硅酮耐划伤剂对车用聚丙烯内饰材料性能的影响

采用衰减全反射红外光谱(ATR)研究了硅酮耐划伤剂改性的车用聚丙烯材料表面和内部的含量分布。ATR及十字划格实验结果表明:硅酮耐划伤剂能均匀地分散在材料的表面和内部。随着硅酮耐划伤剂用量的增大,材料耐划伤性能相应提高。ATR及扫描电镜(SEM)证明车用聚丙烯耐划伤注塑材料成皮芯结构,严重划伤样品的划痕破坏了材料表层,出现黏滑现象,而加入硅酮耐划伤剂的改性材料划痕深度较浅,添加量超过4.5%时,材料划伤前后的色差△L<1。     

聚四氟乙烯原位纤维化对TPEE/PTFE复合材料发泡行为的影响

通过熔融共混法研究了不同加工工艺对聚四氟乙烯（PTFE）纤维化的影响,制备了热塑性聚酯弹性体（TPEE）/PTFE纳米纤维复合材料。在此基础上,研究了PTFE含量对TPEE的结晶行为、流变行为以及发泡行为的影响。结果表明,PTFE纤维可以促进TPEE结晶,改善TPEE的流变性能。纳米纤维的高比表面积为泡孔成核提供了大量成核位点,有效提高了泡孔密度,降低了泡孔尺寸;当PTFE含量为2份时,制备了平均泡孔直径为3.2 μm,平均泡孔密度为3.11×10¹⁰ 个/cm³的复合材料泡沫。     

醋酸锆改性酚醛树脂复合材料的性能研究

以玻璃纤维(GF)为增强材料,制备了玻纤/醋酸锆改性酚醛树脂(GF/ZPF)复合材料,考察了树脂中锆含量对复合材料弯曲强度、线烧蚀率的影响以及复合材料线烧蚀率和烧蚀形貌随烧蚀时间的变化。结果表明,ZPF在1000℃的残炭率为68.7%,相比纯酚醛树脂(PF)提高了21.7%;当树脂中锆含量为14%时,GF/ZPF复合材料的弯曲强度达到最高值642MPa;当锆含量由10%增加到15%时,GF/ZPF复合材料的线烧蚀率由0.0305mm/s降低到0.0208mm/s;随着烧蚀时间的延长,GF/ZPF复合材料的线烧蚀率基本没有变化,表明GF/ZPF复合材料具有优异的耐烧蚀性能。     

防眩光及紫外/蓝光防护功能涂层的制备及性能研究

以气相二氧化硅粒子及紫外吸收剂为功能助剂,氟碳改性高反应丙烯酸树脂为主体树脂,聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)聚酯膜为基材,采用湿法涂布工艺制备了具有防眩光和紫外/蓝光防护特性的功能涂层。研究了二氧化硅粒子含量、紫外吸收剂类型、所占比例以及涂层厚度对功能涂层性能的影响。结果表明,制备的UV固化吸光防眩光涂层兼具优异的防眩光和紫外/蓝光吸收性能,能有效改善显示屏幕表面发白和晃眼的问题。随着二氧化硅粒子含量的增加,涂层的雾度升高,同时光透过率和镜面光泽减小。紫外吸收剂HY-UV5具有最优的紫外/蓝光吸收性能。紫外吸收剂含量以及涂层厚度的增加,都能有效提高涂层的紫外/蓝光防护性能。此外,该涂层还具有优异的耐污和耐划伤性能。     

车用聚丙烯内饰材料耐划伤性能研究

采用衰减全反射红外光谱(ATR)研究酰胺类耐划伤剂在车用聚丙烯(PP)耐划伤内饰材料表面和内部的含量分布.ATR及十字划格实验结果表明,酰胺耐划伤剂能有效地迁移到材料表面,降低表面摩擦系数,且酰胺耐划伤剂在材料表面和内部的分布有所差异.ATR及扫描电子显微镜(SEM)证明车用PP耐划伤内饰材料呈皮芯结构,未加入耐划伤剂...     

NBR/TPEE TPV的制备及不同炭黑用量对其物理机械性能的影响

本文利用开炼机,使用动态硫化共混技术,成功制得一种新型的NBR/TPEE TPV,本文探索了开炼机制备TPV的关键工艺,并研究了不同炭黑用量对其物理机械性能的影响。结果表明:随着炭黑用量的增加,NBR的最高扭矩越来越大。随着炭黑用量的增加,NBR拉断强度与扯断伸长率先上升后下降,NBR/TPEE TPV的拉断强度与扯断伸长率先上升后下降。当填料含量为20份时,NBR/TPEE TPV具有较好的综合性能。随着炭黑用量的增加,NBR的扯断永久变形很小,NBR/TPEE TPV扯断永久变形小于50%;随着炭黑用量的增加,NBR/TPEE TPV的门尼黏度逐渐增加,但小于85。     

车用聚丙烯复合材料耐划伤性能及黏滑现象

研究了车用聚丙烯复合材料耐划伤性能及黏滑现象。结果表明:划痕宽度越宽,耐划伤性能越差;黏滑现象是造成聚丙烯复合材料耐划伤性能降低的原因之一。黏滑运动造成材料移除,使材料表面破坏严重;要提高其耐划伤性能,必须降低或消除划伤过程的黏滑现象。     

复合相变储能材料的研究

以石蜡为相变材料,低密度聚乙烯、硅藻土为支撑材料,以加热熔融方法制备低密度聚乙烯/石蜡/硅藻土复合相变材料。随着石蜡含量的增加,复合材料的相变焓逐渐增大。在没有硅藻土的情况下,LDPE所能包覆的石蜡的最大含量为50%(ΔH(石蜡50%)=63.81 J/g);添加硅藻土(10%)后石蜡的最大含量为55%(ΔH(石蜡55%)=76.57 J/g)。     

热塑性聚醚酯弹性体硬段含量对其超临界CO_2发泡行为的影响

研究了以聚对苯二甲酸丙二醇酯(PBT)为硬段,聚四氢呋喃醚(PTMG)为软段的热塑性聚醚酯弹性体(TPEE)在超临界CO_2作用下的固态发泡行为,考察了硬段含量的差异对结晶行为,CO_2在TPEE中溶解度及扩散行为,以及固态发泡行为的影响。发现硬段含量的差异对TPEE结晶行为影响尤为显著,当硬段含量由29%上升到65%时,其熔点从162.6℃上升至201.9℃,且结晶度由20%上升到40%。结晶的存在抑制了CO_2在基体内的溶解度且阻碍了其在基体内的扩散。由不同硬段的TPEE中CO_2溶解度和扩散过程的变化可知,CO_2更倾向于溶解在TPEE软区内,而由结晶为主构成的硬区中CO_2溶解量较低。通过研究高压CO_2环境下的TPEE等温结晶过程发现,经扩散进入TPEE软区内的CO_2可以提升TPEE链段运动能力,诱导未结晶链段通过规整堆叠而结晶。在CO_2压力15 MPa经快速降压发泡聚醚酯弹性体,发现随着硬段含量的增加,其温度发泡窗口向高温区移动,当硬段含量为29%时,发泡温度区间为50～160℃,平均孔径4.6～16.5μm,泡孔密度8.1×10~7～7.5×10~8cells/cm~3,发泡倍率1.1～5.8;当硬段含量为65%时,发泡温度区间为165～195℃,平均孔径1.8～6.8μm,泡孔密度2.6×10~8～1.1×10~(11)cells/cm~3,发泡倍率1.0～4.2。