过氧化二异丙苯对竹纤维增强聚烯烃复合材料机械与流变特性的影响

采用过氧化二异丙苯（DCP）对聚丙烯及聚乙烯体系进行热降解处理,以提高竹纤维增强聚烯烃复合材料的熔融指数;借助聚丙烯与聚乙烯之间的微交联结构,提升竹纤维/聚烯烃复合材料的力学性能,降低复合材料的模塑收缩率。研究结果表明：DCP可以很好地促进聚烯烃的降解,聚烯烃的熔融指数与DCP的质量分数呈近线性关系;竹纤维的加入会降低DCP含量变化对竹纤维/聚丙烯复合材料熔融指数的影响;当复合材料中竹纤维质量分数为45%、DCP质量分数为0.3%时复合材料的力学性能最佳。     

车用内饰填充改性聚丙烯材料耐刮擦性研究

主要考察了基体树脂、增韧剂、填充剂和相容剂对聚丙烯复合材料耐刮擦性的影响,结果表明:(1)就基体树脂而言,均聚聚丙烯耐刮性优于共聚聚丙烯。(2)与其他矿物填料相比,滑石粉填充改性聚丙烯材料的耐刮性最好;另外,滑石粉粒径越小,填充改性聚丙烯材料的耐刮性越好;但当填料粒径小于1μm时,需加强其在聚合物基体中的分散或者进行预分散。(3)随着增韧剂含量增加,流动性提高,填充改性聚丙烯材料的耐刮擦性越好;但超过含量12%(wt,质量分数,下同)以后,聚丙烯材料刮擦值变化不大。(4)相容剂可以有效改善填充改性聚丙烯材料的耐刮擦性,但含量不宜超过5%。     

工艺参数对短玻璃纤维增强PP复合材料注射压力和翘曲变形的影响

采用Moldflow对聚丙烯及其短玻璃纤维增强复合材料的注塑成型过程进行3D模拟分析,基于Taguchi试验设计方法(DOE),采用L16(45)正交矩阵进行试验设计,研究工艺参数对注射压力和翘曲变形的影响。结果表明,纤维含量对注射压力和翘曲变形影响作用较为显著,且存在最佳值;模具温度、熔体温度、保压时间和保压压力对注射压力的影响为单调的线性关系,但其对翘曲变形的影响较复杂。     

不饱和聚酯基多相复合材料的导热和力学性能研究

用模压成型的方法制备了多种中空玻璃微球(HGM)、碳酸钙、滑石粉、云母粉和连续玻璃纤维布共同改性的不饱和聚酯基复合材料。用稳态法测得复合材料的热导率。通过一系列静态压缩和弯曲实验,研究了HGM、碳酸钙粉、滑石粉、云母粉对复合材料的强度的影响,并分析了其影响原因。研究表明,随着HGM填充量的增加,复合材料的密度与热导率均有效降低;当纯HGM填充量为25%(wt,质量分数,下同)时,复合材料热导率仅为1.180W/(m·K)。复合材料的弯曲强度随着HGM的填充量增加而先增大后减小,当HGM填充量为10%时达最大值,而粉体填料的填充减小了复合材料的弯曲强度。随着HGM填充量的增加,复合材料压缩强度减小,而无机填料的填充,可以增大复合材料的压缩强度。     

发泡废纸板纤维/LDPE复合材料的加工流变性及泡孔形态

以废弃瓦楞纸板纤维和低密度聚乙烯(LDPE)为基体辅以相应的相容剂、润滑剂和发泡剂,利用挤出发泡法制备了发泡废纸板纤维/LDPE木塑复合材料.通过熔融指数仪研究了废纸板纤维含量、相容剂马来酸酐接枝聚乙烯(MAH-g-PE)的用量、润滑剂的种类与用量以及发泡剂偶氮二甲酰胺(AC)的用量对该复合材料加工流变特性的影响;并利用SEM观察不同熔融指数的复合材料对泡孔形态的影响.结果表明:随着废纸板纤维含量的增加,复合材料的熔融指数(MFI)迅速下降;MAH-g-PE增加了纤维填料与树脂基体之间的相互作用,复合材料的熔融指数随着相容剂用量的增加先降低后升高,其含量的转变点为15％;PE蜡对复合材料的综合润滑作用最明显,复合材料的熔融指数随着PE蜡的含量呈近线性变化;AC发泡剂的加入降低了复合材料的熔融指数,AC发泡剂的含量超过5％将使复合材料产生明显的壁滑移;随着熔融指数的增加,复合发泡材料的泡孔逐渐变大,当熔融指数为1.5时,泡孔大小适中且分布均匀.     

发泡废纸板纤维/LDPE复合材料的加工流变性及泡孔形态

以废弃瓦楞纸板纤维和低密度聚乙烯(LDPE)为基体辅以相应的相容剂、 润滑剂和发泡剂, 利用挤出发泡法制备了发泡废纸板纤维/LDPE木塑复合材料。通过熔融指数仪研究了废纸板纤维含量、 相容剂马来酸酐接枝聚乙烯(MAH-g-PE)的用量、 润滑剂的种类与用量以及发泡剂偶氮二甲酰胺(AC)的用量对该复合材料加工流变特性的影响; 并利用SEM观察不同熔融指数的复合材料对泡孔形态的影响。结果表明: 随着废纸板纤维含量的增加, 复合材料的熔融指数(MFI)迅速下降; MAH-g-PE增加了纤维填料与树脂基体之间的相互作用, 复合材料的熔融指数随着相容剂用量的增加先降低后升高, 其含量的转变点为15%; PE蜡对复合材料的综合润滑作用最明显, 复合材料的熔融指数随着PE蜡的含量呈近线性变化; AC发泡剂的加入降低了复合材料的熔融指数, AC发泡剂的含量超过5%将使复合材料产生明显的壁滑移; 随着熔融指数的增加, 复合发泡材料的泡孔逐渐变大, 当熔融指数为1.5时, 泡孔大小适中且分布均匀。     

聚合物微流控芯片的注射成型

针对注塑成型微流控芯片过程中出现翘曲变形和微通道复制精度不高等缺陷,采用正交分析法,仿真优化了芯片厚度方向上的翘曲变形;基于翘曲优化结果,实验研究了微注射成型微流控芯片过程中模具温度、熔体温度和注射速度对微通道变形的影响。结果表明,保压时间和保压压力对微流控芯片的翘曲变形影响最大,而模具温度对微通道变形影响最为显著。采用优化的工艺参数,所成型的芯片微通道具有较高的复制度,无明显翘曲变形,可满足使用要求。     

自动铺放成型热塑性复合材料的非等温结晶动力学研究

利用差示扫描量热仪结合Avrami方程研究玻璃纤维增强聚丙烯复合材料自动铺放成型过程非等温结晶动力学,推导非等温结晶动力学模型,并通过构建冷压辊下方铺层的冷却模型,将结晶动力学模型和传热模型相结合,设定自动铺放成型过程中的冷却条件,探讨冷却速率及冷却时间对基体材料结晶行为的影响,求解出不同冷却速率下的最大铺放速率。研究结果表明:铺层树脂基体的结晶度随冷却速率的增大而依次减小;随着冷却速率的提高,树脂结晶起始温度和结晶完成温度均向低温方向移动,且树脂相对结晶度随温度变化规律接近反S形曲线;自动铺放成型实验件的压缩强度及层间剪切强度随着铺层结晶度的增大基本呈增大趋势,而冲击强度与铺层结晶度的变化趋势完全相反,随着结晶度的增大,材料韧性越差。     

纳米碳酸钙浸渍改性工艺对竹塑复合材料拉伸性能的影响

为探寻竹纤维表面改性技术应用于植物纤维增强热塑性聚合物复合材料中的理论依据,用硫酸盐法制取竹纤维,以聚丙烯(PP)为基体,竹纤维为增强相,采用平压成型工艺制备竹纤维/PP复合材料,探索了纳米碳酸钙(CaCO_3)浸渍改性工艺对复合材料拉伸性能的影响,并利用场发射环境扫描电镜、力学测试机对其断口形貌和力学性能进行表征。结果表明:在温度25℃,搅拌速度500r/min的条件下,当纳米CaCO_3添加量为1.00×10-2 g/mL,分散剂EDTA-2Na添加量为8.50×10-4 g/mL,浸渍混合时间为25min时,竹纤维/PP复合材料的拉伸性能较优。     

热压罐成型工艺所用框架式模具的变形分析

模具在使用过程中的变形会影响到复合材料制件的固化变形,为了控制复合材料制件的成型质量,就要了解框架式模具在热压罐固化成型工艺过程中的变形情况。建立了模具变形的数值模拟预报方法,将计算结果与实际模具测量结果进行对比,本文中所提供的有限元分析计算模型可对实际情况进行较为精确的模拟。考察了平板型框架式模具在整个固化工艺过程中的变形情况,数值计算结果表明：型面翘曲变形量与模具温度的分布有关,而与模具温度的大小无关;模具翘曲变形量的峰值出现在降温阶段的中间时刻,且该变形量能够保持一段时间;最大变形时刻整个模具型面与进入热压罐前相比中心位置的变形最大,周边位置的变形最小。