UPR/苎麻布/碱式硫酸镁晶须复合材料Ⅰ——偶联剂处理晶须对复合材料力学性能的影响

选用钛酸酯偶联剂NDZ101、NDZ401和硅烷偶联剂KH550、KH570分别对碱式硫酸镁晶须进行预处理,采用模压工艺制备不饱和聚酯树脂/苎麻布/碱式硫酸镁晶须复合材料,研究了偶联剂加入比例对复合材料力学性能的影响。结果表明:除了KH570外,其他几种偶联剂均可保持或提高复合材料的拉伸强度和冲击强度;除了NDZ101之外,其他几种偶联剂均可提高复合材料的弯曲强度,当选用2%的KH550进行处理时,复合材料的弯曲强度最高,达到104.78 MPa,较未经偶联剂处理的复合材料的弯曲强度(95.18 MPa)提高了10.09%;利用硅烷类偶联剂处理晶须,对复合材料的拉伸模量、弯曲模量的改善效果优于钛酸酯类偶联剂;偶联剂处理不能改变复合材料脆性断裂的性质。     

四脚状氧化锌晶须增强尼龙6复合材料的研究

制备了四脚状氧化锌（T－ZnO)晶须增强尼龙6复合材料，详尽地研究了晶须的表面处理、晶须增强尼龙6复合材料的力学性能、耐热性及尺寸稳定性，并用扫描电镜对复合材料的拉伸断口进行了观察。研究表明：用KH－550作为该体系的偶联剂，其加入量为－．5％为宜；T－ZnO晶须的加入可提高尼龙的拉伸强度，增加尺寸稳定性及耐热性。     

镁盐晶须改性尼龙6的研究

研究了镁盐晶须对尼龙6复合材料力学及阻燃性能的影响，并与玻纤、滑石粉的增强效果及十溴二苯醚的阻燃效果作了对比。结果表明，填充镁盐晶须后，尼龙6复合材料的力学性能明显增强，且具有优异的阻燃性能；镁盐晶须含量越高，增强及阻燃效果越好。镁盐晶须的增强效果与玻璃纤维相当，但明显优于滑石粉；在阻燃方面，镁盐晶须含量的增加，可有效地减少十溴二苯醚的用量。     

碱式硫酸镁晶须填充不饱和聚酯树脂体系的研究

利用碱式硫酸镁晶须填充不饱和聚酯（UP）树脂,对浇铸体的收缩率、冲击强度及阻燃性能进行了研究。结果表明,利用碱式硫酸镁晶须填充后,UP树脂的上述性能均有不同程度的改进。当晶须质量分数从0增至20％时,浇铸体的固化收缩率由0．8％降至0．32％;随着晶须含量的增加,冲击强度呈现先增加后降低的趋势,当晶须质量分数为15％时,冲击强度达最大值18．95kJ／m^2,比纯UP树脂提高了50．64％;另外,晶须可提高材料的阻燃性能,当加入质量分数30％的晶须后,氧指数提高到27．6％。     

不饱和聚酯树脂／苎麻布／碱式硫酸镁晶须复合材料的力学性能及热性能研究

研究了不饱和聚酯树脂（UP树脂）／苎麻布／碱式硫酸镁晶须复合材料的力学性能，探讨了苎麻布、晶须加入量对复合材料力学性能及热稳定性的影响，分析了复合材料的冲击断裂形貌。研究表明：当复合材料中苎麻布的质量恒定为UP树脂质量的7％时，增加晶须的含量，复合材料的弯曲模量及热稳定性随之增加，弯曲强度逐渐下降，拉伸强度及冲击强度先增加而后降低，当晶须加入量为10％时，拉伸强度及冲击强度均达到最大值，分别为30．16MP8和6．07kJ／m^2；当复合材料中晶须的质量恒定为UP树脂质量的10％时，增加复合材料中苎麻布的含量，复合材料的力学性能均随之增加，但热稳定性却下降。UP树脂／苎麻布／晶须复合材料的断面既有晶须裸露，又有卷曲的苎麻纤维分布，但苎麻布对冲击强度的贡献更突出。     

铝系阻燃剂阻燃PP的力学性能研究

将用偶联剂处理的碱式碳酸铝镁加入到聚丙烯中，通过对体系阻燃性、力学性能等研究得出：碱式碳酸铝镁能够对聚丙烯起到良好的阻燃效果，碱式碳酸铝镁的加入提高了聚丙烯的冲击强度，当碱式碳酸铝镁质量分数为23％时，体系的冲击强度最高。研究了偶联荆的用量对体系力学性能的影响，结果表明，随偶联荆用量的增加，体系的拉伸强度降低，冲击强度先升高后降低，当偶联荆质量分数为1．0％时，体系的冲击强度最高。     

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%。     

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。     

碱式硫酸镁晶须增强ABS复合材料制备及性能

以丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)及碱式硫酸镁晶须为原料,以环氧树脂(ER)和苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)作为界面相容剂,研究界面相容剂对晶须增强ABS复合材料力学性能及界面粘接的影响.结果表明:加入SMA或环氧树脂,碱式硫酸镁晶须增强ABS复合材料的力学性能明显提高;SMA与环氧树脂同时加入具有明显的协同效果,使复合材料的性能更为优越.当晶须加入质量分数为15％时,复合材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度较未添加界面相容剂时分别提高了26％、19％、198％.     

硼酸镁晶须的扩试及增强尼龙-6复合材料机械性能的研究

本文对硼酸晶须增强尼龙-6复合材料的机械性能进行了研究。XKD和XPS分析结果表明：制备的产品为单一相硼酸镁,无杂质存在;SEM显微图像分析表明制备的晶须形貌规整,长径比大于10;增强尼龙-6试验结果表明：在本试验研究范围内,KH550是最佳偶联剂,经过KH550修饰的硼酸镁晶须增强尼龙-6复合材料的拉伸强度和弯曲强度随着硼酸镁晶须添加量的增加而增大。     

氢氧化镁的表面改性及在聚丙烯中的应用研究

研制了用硅烷和钛酸酯偶联剂表面改性后的氢氧化镁和聚丙烯的复合材料,研究了用不同表面活性剂改性的阻燃剂氢氧化镁的用量对复合材料阻燃性能和力学性能的影响。结果表明,硅烷偶联剂表面改性后的氢氧化镁能更好改善复合材料的力学性能,显著提高聚丙烯的阻燃性能,在用量为65%时,氧指数达到31.9%,垂直燃烧特性可达UL94V-0级。     

石墨烯/碱式硫酸镁晶须/PVC复合材料的制备及性能表征

以改进的Hummers法制备还原氧化石墨烯(RGO),以RGO和碱式硫酸镁晶须(MHSHw)为填料,采用机械球磨法制备RGO/MHSHw/PVC复合粉料,经平板硫化机热压成型得三相复合板材。考察了RGO和MHSHw对复合材料电阻率、阻燃性能及力学性能的影响。结果表明:RGO具有很好的片层结构和导电性;当MHSHw添加量为5%,RGO添加量为1%时,RGO/MHSHw/PVC复合板材的表面电阻率为4×106Ω/square,比纯PVC下降8个数量级,达到了商业抗静电效果,拉伸强度达到最大值17.61 MPa,比纯PVC提高了44.04%,复合板材氧指数>33%,具有阻燃性能,得到力学性能优良兼具有抗静电和阻燃性能的复合材料。     

阻燃协效聚乙烯-醋酸乙烯酯/碱式硫酸镁晶须复合材料的研究

通过极限氧指数(LOI)和UL-94垂直燃烧试验研究了微胶囊化红磷(MRP)和有机改性蒙脱土(OMT)对聚乙烯-醋酸乙烯酯/碱式硫酸镁晶须(EVA/MHSH)复合材料阻燃性能的影响.结果表明:MRP或OMT与MHSH联合使用具有阻燃协同效应.     

改性碱式氯化镁晶须/丁苯橡胶复合材料制备与性能研究

以工业活性轻烧氧化镁粉和盐酸为原料,采用水溶液法制备了碱式氯化镁晶须,继而采用硅烷偶联剂对碱式氯化镁晶须进行改性,然后将其与丁苯橡胶混炼得到改性碱式氯化镁晶须/丁苯橡胶复合材料,研究了改性碱式氯化镁晶须对丁苯橡胶力学性能及热学性能的影响。结果表明：采用水溶液法制备得到的碱式氯化镁晶须结构为Mg₂（OH）₃Cl·4H₂O,呈微细纤维状,分布较均匀,长径比大于20;改性碱式氯化镁晶须的加入,可以改善丁苯橡胶的机械强度和阻燃性能。     

新型无卤阻燃聚丙烯的制备与性能研究

采用碱式硫酸镁晶须(MOS)与有机蒙脱土(OMMT)作为阻燃剂制备了阻燃聚丙烯(PP),研究了MOS和OMMT用量对阻燃PP力学性能和阻燃性能的影响,并通过热失重分析(TGA)和锥形量热仪(CONE)对材料进行了表征。结果表明:MOS对PP有良好的增强阻燃作用,少量OMMT的加入可以进一步提高阻燃PP的阻燃性能。当MOS与OMMT用量分别为40.0%和3.0%时,阻燃PP的OI为28.5%,其热释放速率峰值(pHRR)和平均热释放速率(mHRR)分别为156.5kW/m2和112.9kW/m2,比基体树脂分别下降了83.3%和72.1%,同时其抑烟性能也大为改善。     

硫酸镁晶须在ABS和PS改性中的应用

在ABS和PS中分别添加不同份数的硫酸镁晶须,比较了硫酸镁晶须直接改性聚合物与偶联剂处理后硫酸镁晶须改性聚合物的性能。结果表明:在ABS中,硫酸镁晶须添加20份,钛酸酯加入1份;而在PS中,只需将硫酸镁晶须加到30份,就能够改善材料综合性能。     

Thermal stability,flame retardancy and rheological behavior of ABS filled with magnesium hydroxide sulfate hydrate whisker

Summary Halogen-free and flame-retardant acrylonitrile–butadiene–styrene copolymer (ABS) composites were prepared using magnesium hydroxide sulfate hydrate (MHSH) whisker as a flame retardant, and the effect of zinc stearate (ZnSt₂) as a dispersion additive on the morphology and properties of the ABS/MHSH composites was studied. The morphology observation by using scanning electronic microscope (SEM) indicates that the addition of zinc stearate could improve the dispersion of the MHSH whisker in ABS matrix. Cone analysis results show that the heat release rate (HRR) and mass loss rate (MLR) of the composites decrease considerably with increasing MHSH whisker content. The composite with zinc stearate has lower HRR than the composite without zinc stearate, indicating the better dispersion of MHSH whisker could improve the flame retardancy of ABS composites. SEM observation results show that the char residue of ABS/MHSH composites retain its fibrous appearance. Thermogravimetric analysis (TGA) shows that the presence of MHSH enhanced thermal stability of the composites obviously. The viscoelastic behavior of the composites was measured by using a parallel plate rheometer. With increasing MHSH whisker content, the viscosity, storage modulus of the composites increase at low frequency zone, and ABS/MHSH composites exhibit more distinct solid-like response at terminal zone than ABS. The presence of zinc stearate leads to slight increases in the storage modulus.     

硼酸镁晶须在聚丙烯中的应用

以硼酸、乙醇胺、甲基丙烯酰氯为主要原料,合成了新型可聚合硼酸酯偶联剂BE-1。利用BE-1在硼酸镁晶须表面引发聚合形成有机涂层,并用改性后的硼酸镁晶须制备了硼酸镁晶须/聚丙烯(PP)复合材料。检测结果如下:由红外测试结果可以推断,合成产物即为可聚合硼酸酯偶联剂BE-1;在水解稳定性测试中BE-1稳定时间大于960 h,BE-1具有良好的溶解性及贮存性能;有机涂层形成的最佳反应温度为78℃,最佳反应时间为6 h;BE-1改性硼酸镁晶须/PP复合材料拉伸强度、弯曲强度、热变形温度分别比纯PP提高了30%、40%和104%,分别比未改性硼酸镁晶须/PP复合材料提高了11.05%、23.52%、15.29%。     

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.