纳米ZnO和纳米MMT对低密度聚乙烯介电性能的影响

分别采用添加纳米ZnO和纳米蒙脱土(MMT)粒子的方法提高低密度聚乙烯(LDPE)的介电性能,选择偶联剂对纳米粒子进行表面修饰,并利用熔融共混法制备了纳米ZnO/LDPE和纳米MMT/LDPE复合材料,通过XRD、FTIR和DSC对试样进行表征。研究了复合材料的交流击穿特性,对试样进行了空间电荷试验。结果表明:通过偶联剂修饰,纳米粒子与聚合物之间的界面结合得到改善,且纳米粒子在基体中的分散性更好;同时复合材料的结晶速率提高,结晶结构更完善;添加纳米粒子可以不同程度地提高LDPE的击穿场强,当纳米ZnO和纳米MMT的质量分数均为3wt%时,复合材料的击穿场强达到最大,分别比纯LDPE的击穿场强高出11.0%和10.3%;纳米ZnO和纳米MMT都有抑制空间电荷的作用,且ZnO的抑制效果更明显。     

纳米ZnO/低密度聚乙烯复合材料的介电特性

为探讨纳米ZnO/低密度聚乙烯（LDPE）复合材料的介电特性,首先,采用硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂对纳米ZnO进行改性,并利用两步法制备了不同纳米ZnO质量分数、不同纳米ZnO粒径、不同纳米ZnO表面修饰方式和不同冷却方式的纳米ZnO/LDPE复合材料;然后,通过FTIR、SEM、DSC和热激电流（TSC）测试了纳米ZnO在基体中的分散情况、复合材料的等温结晶过程参数变化及陷阱密度;最后,在不同实验温度下分别进行了交流击穿、绝缘电导率、介电常数和空间电荷实验。结果表明:纳米ZnO的加入使纳米ZnO/LDPE复合材料内部陷阱深度和密度均有所增加;当纳米ZnO的粒径为40 nm且质量分数为3%时,复合材料的结晶速度最快,纳米ZnO在基体中的分散性较好,击穿场强达到最高值133.3 kV/mm,电导率及介电常数也相对较低,加压时复合材料内部空间电荷少,短路时释放电荷速度快,介电性能较好;由于纳米粒子增加了材料内部的热传导速率,降低了复合材料随着温度升高而降解的速度,因而相对于纯LDPE,随着实验温度的提高,纳米ZnO/LDPE复合材料的击穿场强下降幅度及电导率上升幅度均较小。      

钛酸酯偶联剂对聚乳酸/3-羟基丁酸同4-羟基丁酸共聚酯/纳米羟基磷灰石共混体系流变行为的影响EI北大核心CSCD

采用异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯偶联剂对纳米羟基磷灰石(HA)改性,再与聚乳酸(PLA)/聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)(PHA)熔融共混法制备PLA/PHA/HA纳米复合降解材料。利用流变仪对其流变行为进行了研究。结果表明,PLA/PHA基体在没有添加钛酸酯偶联剂和纳米HA时,基体储存模量G′和复数黏度η*随温度升高而逐渐降低;纯的纳米HA的加入可以提高PLA/PHA基体的储存模量G′和损耗模量G″,然而,PLA/PHA/HA纳米复合降解材料引入钛酸酯偶联剂反而会使储存模量G′和损耗模量G″降低。当过量引入钛酸酯偶联剂会明显降低体系线性-非线性转变的临界应变。在190℃,PLA/PHA基体加入纯的纳米HA时,储存模量G′升高,引入钛酸酯偶联剂后,基体储存模量G′反而有一定降低,但所有样品至少在30min内能保持较稳定的线性粘弹行为。     

钛酸酯偶联剂对聚乳酸/3-羟基丁酸同4-羟基丁酸共聚酯/纳米羟基磷灰石共混体系流变行为的影响

采用异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯偶联剂对纳米羟基磷灰石(HA)改性,再与聚乳酸(PLA)/聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)(PHA)熔融共混法制备PLA/PHA/HA纳米复合降解材料。利用流变仪对其流变行为进行了研究。结果表明,PLA/PHA基体在没有添加钛酸酯偶联剂和纳米HA时,基体储存模量G′和复数黏度η*随温度升高而逐渐降低;纯的纳米HA的加入可以提高PLA/PHA基体的储存模量G′和损耗模量G″,然而,PLA/PHA/HA纳米复合降解材料引入钛酸酯偶联剂反而会使储存模量G′和损耗模量G″降低。当过量引入钛酸酯偶联剂会明显降低体系线性-非线性转变的临界应变。在190℃,PLA/PHA基体加入纯的纳米HA时,储存模量G′升高,引入钛酸酯偶联剂后,基体储存模量G′反而有一定降低,但所有样品至少在30min内能保持较稳定的线性粘弹行为。     

复合表面改性剂处理纳米CaCO3粒子填充聚丙烯的结晶形态及力学性能

利用差示扫描量热仪(DSC)和X射线衍射仪(XRD)研究了复合表面改性剂处理纳米C aCO3粒子对聚丙烯结晶形态的影响,并与单一偶联剂表面处理纳米C aCO3粒子进行比较,结果表明,复合表面改性剂处理纳米C aCO3粒子比单一偶联剂表面处理纳米C aCO3粒子有着更强的β晶诱导效应,可使复合材料β晶型的相对含量增加约为20%;而对于熔融温度和结晶度而言,其影响结果基本相同。力学性能研究表明,与单一偶联剂表面处理纳米C aCO3粒子填充聚丙烯相比,复合表面改性剂处理纳米C aCO3粒子填充聚丙烯的力学性能得到进一步改善和提高,尤其是冲击强度和断裂伸长率。     

偶联剂对EVOH/纳米SiO_2复合材料结构与性能的影响

采用不同的偶联剂KH550、KH560、KH570和KH8431对纳米SiO2进行表面改性,采用熔融共混法将未改性和改性纳米SiO2(5%(质量分数)SiO2)与EVOH共混制成复合材料,并吹塑成薄膜。利用FT-IR、TEM、SEM对不同偶联剂处理的纳米SiO2和复合材料的结构进行表征,并对复合材料的流变性能、阻隔性能、力学性能、耐热性能和透明性进行了表征。结果表明,纳米SiO2与4种偶联剂均形成化学键合,改性纳米SiO2比未改性纳米SiO2在EVOH中分散性好,加工时熔体的流动性更好。用KH550处理的纳米SiO2在EVOH中分散性最好,与EVOH能形成较大界面相互作用力,与EVOH/未改性纳米SiO2复合材料相比,EVOH/改性纳米SiO2复合材料的拉伸强度和储能模量分别提高17.2%和136%,透湿、透氧系数分别下降11.2%和9.5%,透光率达到74.9%,雾度为14.9%。     

无机纳米ZnO或蒙脱土颗粒掺杂对低密度聚乙烯介电性能的影响

选择在低密度聚乙烯（LDPE）中掺杂无机纳米ZnO和蒙脱土（MMT）颗粒,探讨不同形态无机纳米颗粒对LDPE介电性能的影响。利用熔融共混法配合不同冷却方式制备不同结晶形态的纳米ZnO/LDPE和MMT/LDPE复合材料。通过FTIR、偏光显微镜（PLM）、SEM、DSC和热刺激电流（TSC）对试样进行表征,并。研究了纳米ZnO/LDPE和MMT/LDPE复合材料的交流击穿特性,结果表明：掺杂适当质量分数并经表面修饰的无机纳米颗粒可有效的避免其团聚现象,提高纳米ZnO/LDPE和MMT/LDPE复合材料的结晶速率,使结晶结构更完善,同时无机纳米颗粒掺杂使LDPE的陷阱密度和深度均有所增加,载流子入陷在试样内部形成界面"局域态"。经油冷却方式制备的纳米ZnO/LDPE和MMT/LDPE复合材料击穿场强比空气自然冷却分别高13.6%和14.4%,当掺杂纳米粒子质量分数为3wt%时,复合材料击穿场强出现最大值,其中纳米ZnO/LDPE复合材料比MMT/LDPE复合材料的击穿场强值高0.68%;电导率试验结果表明：纳米ZnO/LDPE复合材料电导率比MMT/LDPE复合材料低。介电性能测试表明,在1~10⁵ Hz的测试频率范围内,纳米ZnO/LDPE复合材料和MMT/LDPE复合材料介电常数降低,介质损耗角正切值有所提高。     

乙烯-乙烯醇共聚物/尼龙6复合材料的加工流变性能

采用熔融共混法制备了乙烯-乙烯醇共聚物/尼龙6(EVOH/PA6)复合材料,用高级毛细管流变仪和旋转流变仪研究了复合材料的加工流变特性.通过幂律模型对EVOH/PA6复合材料的黏度与剪切速率(?γ)的关系进行了拟合,并用Arrhenius方程描述了复合材料黏度与温度的关系.结果表明,EVOH/PA6复合材料为假塑性流体,复合材料的表观黏度(ηa)和非牛顿常数(n)随着EVOH添加量的增加而增大.在角频率(ω)扫描范围内,EVOH的加入提高了EVOH/PA6复合材料的储能模量(G')、损耗模量(G″)和复数黏度|η*|.用Han曲线、Cole-Cole曲线和扫描电子显微镜(SEM)等方法研究发现,EVOH和PA6之间具有较好的相容性.另外,EVOH/PA6复合材料在EVOH的添加量达到15％(质量分数)时形成了微观相分离结构.     

纳米TiO2填充改性PP的力学性能研究

为了进一步提高通用塑料PP (聚丙烯) 的力学性能,采用共混方法制备了经钛酸酯偶联剂NDZ-201处理的纳米TiO₂/PP复合材料,并通过对DSC熔融曲线的分析以及材料冲击破坏断口的形貌观察,研究了纳米TiO₂质量分数和钛酸酯NDZ-201用量对PP的增韧、增强效果的影响。试验结果表明:纳米TiO₂/PP复合材料的抗弯强度、抗弯模量和冲击强度随着纳米TiO₂含量的升高明显提高,当含量超过5% 时,力学性能增势趋缓,并且随着纳米粒子含量的增加力学性能出现下降的趋势;纳米TiO₂的加入提高了PP的结晶度,使PP结晶为较多细小的β晶,此外弥散分布的纳米TiO₂粒子显著增加了裂纹扩展阻力;在纳米TiO₂加入量一定的情况下,PP的力学性能与钛酸酯偶联剂NDZ-201用量呈近似抛物线的关系,当NDZ-201用量为2% 时对PP的增强增韧效果最显著。      

蒙脱土含量对尼龙1010复合材料流变行为的影响

通过熔融共混挤出法制备了不同蒙脱土(OMMT)含量的尼龙1010(PA1010)的复合材料,研究了OMMT的含量对PA1010/OMMT复合材料流变性能的影响。流变行为研究结果表明,增加OMMT的用量,复合材料储能模量、损耗模量、黏流活化能增大,零剪切黏度明显提高,当OMMT的用量大于5 phr时,PA1010/OMMT体系的黏度发生突变,储存模量-角频率曲线在低频区出现第二平台,对应于应变扫描曲线上出现的2段线性黏弹区域,而稳态流变测试表明,在210℃共混体系黏度随剪切速率的增大而减小,属于非牛顿流体,呈现出剪切变稀的现象,而透射电镜、X射线衍射结果表明,当OMMT的用量为7 phr时,OMMT主要以剥离的形式分散在基体中。     

聚丙烯接枝马来酸酐改性纳米ZnO/聚丙烯复合材料的成核结晶行为及力学性能

采用熔融共混法制备了nano-ZnO/聚丙烯(PP)复合材料,研究了相容剂聚丙烯接枝马来酸酐(PP-gMAH)的加入对nano-ZnO/PP复合材料的成核结晶行为、晶体结构、结晶形态以及力学性能的影响。结果表明,低添加量(质量分数小于5%)的nano-ZnO对PP有较好的β晶成核效应,而当其质量分数大于5%时,nano-ZnO对PP结晶有明显的异相成核作用,使PP结晶温度大幅度提高,PP结晶在(040)晶面呈现生长择优性;PP-gMAH的加入增强了nano-ZnO粒子与PP基体之间的界面相互作用,改善了纳米粒子的分散性,促进了PP基体的异相成核,提高了nano-ZnO/PP复合材料的拉伸强度和冲击强度,但却抑制了nano-ZnO诱导PP生成β晶。nano-ZnO/PP复合材料体系中因界面相互作用改善所致的韧性提高明显强于nano-ZnO诱导PP形成β晶的增韧效应。     

聚乙烯/无机纳米复合材料的抗紫外老化性能

研究了茂金属聚乙烯（mPE）／纳米TiO2、线形低密度聚乙烯（LLDPE）／纳米ZnO、LLDPE／纳米CaCO3复合材料经过不同时间紫外辐照后的力学性能和热学性能,用傅立叶红外光谱测定了紫外辐照后的基团变化。结果表明,纳米TiO2和ZnO对聚乙烯抗紫外老化性能有比较明显的提升,为聚乙烯纳米复合材料的制备、加工和应用提供了理论依据。     

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物增强硅橡胶复合材料的黏弹阻尼性能

在密炼机中将醋酸乙烯基（VA）含量为18%（质量比）的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）与硅橡胶（SR）共混,再在开炼过程中加入橡胶其他组分混合得到EVA/SR混炼胶,硫化形成EVA/SR宽温域黏弹阻尼复合材料。采用毛细管流变仪、橡胶加工分析仪（RPA）、动态力学热分析仪（DMA）和DSC研究了EVA含量对EVA/SR复合材料的力学性能、加工性能、阻尼性能和热性能的影响。结果表明:加入较多EVA可更明显地改善SR的硬度和模量及撕裂强度,并使其拉伸强度和断裂伸长率仍然较高,保持在SR使用要求范围内。EVA/SR混炼胶剪切变稀,增大剪切应变幅值显示明显的Payne效应,用Kraus模型可分析EVA含量和硫化的影响。EVA分散于白炭黑填充的SR化学交联网络中形成多重结构;SR降低了EVA的结晶温度,添加EVA起到了增强和增黏SR的作用。纯SR损耗因子大于0.1的温度范围为-42~-28℃;对于EVA:SR质量比为40:100的EVA/SR复合材料,其最大损耗因子从0.125提高到0.18,有效阻尼温域为-23~37℃。这明显拓宽了SR有效阻尼温域,可应用于较高温度减震降噪工程。      

KH550硅烷偶联剂对复合材料结构和介电性能影响

采用KH550硅烷偶联剂对BaTiO3粉体进行了表面处理,用溶液混合法及热压工艺制备了BaTiO3/PVDF复合材料.通过扫描电子显微镜对复合材料形貌的分析发现偶联剂的用量对复合材料形态影响较大; 用傅立叶变换红外光谱仪和X射线衍射分析了偶联剂用量对BaTiO3/PVDF复合材料微观结构影响; 通过阻抗分析仪研究了复合材料的介电性能, 发现偶联剂用量对复合材料介电性能影响很大,当偶联剂用量在1%(质量分数)时,BaTiO3体积分数为40%的复合材料介电常数高达51.     

有机季磷盐改性纳米麦羟硅钠石/尼龙6复合材料的制备与性能

为了研究麦羟硅钠石对尼龙6(PA6)的改性作用,首先选择十六烷基三苯基溴化磷作为插层改性剂,用离子交换方法对麦羟硅钠石(Maga)进行有机化改性,制备了有机麦羟硅钠石(Org-Maga);然后利用熔融插层法制得了有机麦羟硅钠石/尼龙6复合材料(Org-Maga/PA6);采用XRD、SEM和TEM对材料的结构和微观形态进行了表征,用力学性能测试和DSC对其力学性能和结晶性能进行了研究。结果表明:插层剂十六烷基三苯基溴化磷可使麦羟硅钠石的层间距由1.53nm增大到2.90nm,有机麦羟硅钠石与PA6形成了插层与剥离并存的复合材料;有机麦羟硅钠石可明显提高PA6的力学性能,当有机麦羟硅钠石的质量分数为3wt%时,有机麦羟硅钠石/尼龙6复合材料的力学性能最佳;复合材料在熔融过程中出现了不稳定的γ晶型再结晶为α晶型的"熔融再结晶"现象;此外,麦羟硅钠石的加入还提高了PA6的结晶温度。     

改性碳纤维增强尼龙6复合材料的制备及性能

通过硝酸酸化处理及尼龙溶液浸渍上浆处理对碳纤维(CF)进行表面改性,制备高强度、高模量,同时具有低熔指和优异加工性能的CF增强尼龙6(PA6)复合材料。采用扫描电镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)和熔融指数仪等方法,对复合材料的微观结构、力学性能和结晶行为进行测试和表征。结果表明,经过PA6溶液浸渍上浆处理后的CF表面形成了一层PA6薄膜覆盖层,大大增强了CF与PA6基体的结合力,改善了CF的分散性,提升了复合材料整体的强度与模量,改性CF加入量为8%(质量分数)时复合材料拉伸强度提升80.8%,弹性模量提升513.9%。进一步对复合材料结晶行为的分析表明,改性CF的加入能够促进PA6由γ晶型向更稳定的α晶型转变,提高其结晶温度及结晶速率,使复合材料的结晶更加均匀、完善,从而提高体系黏度,降低复合材料熔融指数,显著提升了复合材料的加工性能。     

Effects of introducing silica particles on the rheological properties and crystallization behavior of poly(ethylene terephthalate)

Poly(ethylene terephthalate) (PET)/silica composites were prepared by melt compounding, and their rheological properties and isothermal crystallization were discussed. Introduction of silica particles (0.5–2 wt.%) increased the storage modulus (G′) and decreased loss tangent (tanδ). However, the effect of the particles on rheological properties became negligible at a high frequency more than ca. 70 rad/s. In the Cole–Cole plot, the PET/silica composites showed little deviation from the master curve regardless of the presence of silica particles. The particles increased the relaxation time of PET at particularly low frequency. The isothermal crystallization kinetics of PET/silica was examined using a differential scanning calorimeter (DSC). The half-time of crystallization was decreased with increasing the silica content. The incorporation of silica particles decreased the equilibrium melting temperature by ca. 5.5 °C. In addition, the composites exhibited higher average value of Avrami exponent (2.7–2.9) in comparison with that of pure PET (2.2).     

木粉对聚乳酸流变、结晶及发泡行为的影响

以超临界CO_2为发泡剂,设计高温保压、低温快速泄压发泡的工艺,制备微孔发泡木粉/聚乳酸复合材料。利用X射线衍射仪、差示扫描量热仪、旋转流变仪对复合体系结晶及流变性能进行分析。采用排水法及扫描电镜研究了木粉含量对发泡材料表观密度、发泡倍率,泡孔密度及泡孔形貌的影响。结果表明,木粉的加入提高了木粉/聚乳酸复合材料熔体的复数黏度和储能模量,降低了聚乳酸的结晶度,提高了泡孔密度,减小了泡孔尺寸。当木粉含量为20%时,木粉/聚乳酸发泡材料表观密度为0.19g/cm~3,发泡倍率达到7倍,泡孔密度为7.23×10~8 cm~(-3),平均泡孔直径为20μm。