m-HDPE/Kaolin复合材料流变性质研究

对比研究了采用聚合填充法(Polymerization-filling)和熔融共混法(melt compounding)制备的m-HDPE／Kaolin复合材料的流变性质．动态流变实验和毛细管挤出实验的结果表明，聚合填充的HDPE/Kaolin复合体系的熔体动态粘度、复数粘度、表观粘度均低于熔融共混复合体系和纯HDPE的相应值．聚合填充的Kaolin粒子与PE分子链的强相互作用及其良好的分散状态，是改善材料流变行为的原因所在。     

改性微晶纤维素/线性低密度聚乙烯复合材料的流变性能

采用硅烷偶联剂3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH-550)对微晶纤维素(MCC)进行改性,通过熔融共混法制备了改性MCC/LLDPE复合材料,并对复合材料的流变行为和动态力学性能进行了研究。动态流变测试结果表明,所有复合材料的储能模量、损耗模量和复数黏度随着MCC含量的增加而增加,而受温度的影响变化不大。稳态流变结果表明,MCC/LLDPE复合材料熔体均为假塑性流体,在高剪切速率下复合材料较纯LLDPE有着更低的剪切黏度。动态力学分析结果表明,MCC的加入大大提高了复合材料的刚性。     

聚丁二酸丁二酯/聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)/纳米高岭土熔融共混力学性能、流变及降解行为研究

用熔融共混挤出法制备的聚丁二酸丁二酯(PBS)/聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)[poly(3HB-co-4HB)]/纳米高岭土(nano Kaolin)复合降解材料;利用万能拉力机、旋转流变仪和SEM对其力学性能、流变行为、微观结构及降解性能进行研究。结果表明,PBS/poly(3HB-co-4HB)/nano Kaolin(100/10/8)复合降解材料的缺口冲击强度、断裂伸长率达到最大,此后随着nano Kaolin质量百分比增加,而呈下降趋势;在室外自然条件下,经过土埋一段时间后的降解实验,PBS/poly(3HB-co-4HB)/nano Kaolin(100/10/12)复合材料发生了明显的降解,复合降解材料的失重率也已经降到64%左右,说明材料的降解性能较好;纳米复合降解材料熔融剪切储能模量(G′),剪切损耗模量(G″)随着频率的增大呈单增趋势。     

蒙脱土含量对聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料动态流变行为的影响

用有机蒙脱土(OMMT)/MgCl2负载TiCl4的Ziegler-Natta插层型催化剂,通过原位聚合法制备了具有不同MMT含量的PE/MMT纳米复合材料。利用DHR-Ⅱ型动态流变仪和熔融指数(MFI)仪分析了MMT含量对其动态流变行为和熔融指数的影响。结果表明,随MMT含量的增加,复合材料的储能模量(G')、损耗模量(G″)、复合粘度(η*)和粘流活化能(ΔEη*)先升高后降低且低于HDPE;熔融指数(MFI)和损耗因子(tanδ)先降低后升高且低于HDPE。相比于HDPE,MMT含量为4.58%的复合材料,在高频区域tanδ高于HDPE;MFI提高489%;ΔEη*降低22.4%,该性质有利于PE/MMT纳米复合材料的成型加工。     

Fe3O4/高岭土磁性复合材料对Cu2+的吸附性能

为实现高岭土（Kaolin）在Cu²⁺废水处理中的实际应用,采用球磨方法制备了剥离Kaolin,并通过氧化沉淀法制备了Fe₃O₄/Kaolin磁性复合材料。通过激光粒度分析仪、SEM、XRD对Fe₃O₄/Kaolin磁性复合材料的形貌及组成进行表征,并通过测试Fe₃O₄/Kaolin磁性复合材料对Cu²⁺的饱和吸附量和磁分离回收率,确定了当Kaolin球磨4.0 h、掺量为3.0 g时所制备的Fe₃O₄/Kaolin磁性复合材料对Cu²⁺的吸附性能最佳,平衡吸附量为17.98 mg/g。磁滞回线结果表明,Fe₃O₄/Kaolin磁性复合材料具有较好的磁响应性,饱和磁化强度约为16.19 emu/g。此外,采用Langmuir和Freundlich吸附等温式对Fe₃O₄/Kaolin磁性复合材料的吸附数据进行拟合,结果表明,Fe₃O₄/Kaolin磁性复合材料对Cu²⁺的吸附行为基本符合Langmuir吸附等温模型和Freundlich吸附等温模型,既存在单分子层吸附,也存在多分子层吸附。     

PVC/CPE/CaCO_3复合材料熔体的动态流变行为EI北大核心CSCD

以聚氯乙烯(PVC)为基体,采用熔融共混法制备了PVC/氯化聚乙烯(CPE)/碳酸钙(CaCO3)复合材料,对不同CPE含量的PVC/CPE/CaCO_3复合材料的动态流变行为与力学性能进行了研究。结果表明:随着CPE含量的增加,复合材料熔体的储能模量(G′)与损耗模量(G″)先升高后降低,而松弛指数(λ_1)、特征松弛时间(τ_2)则分别呈现减小与增大的趋势,当CPE含量由0phr变为10phr时,复合材料冲击性能提高了约133.5%。通过对复合材料熔体动态流变行为进行分析,可以推测出CPE与CaCO_3颗粒之间逐渐形成部分包覆、全包覆、过包覆的结构模型,从而解释了CPE增韧复合材料的机理。     

碳纳米管/聚苯乙烯复合材料的制备及流变行为

强酸氧化法对多壁碳纳米管(CNTs)进行了纯化,用FT-IR和TEM对CNTs的纯化效果和形态进行了表征。制备了CNTs/PS纳米复合材料,在ARES-RFS型旋转流变仪上对复合材料的动态流变行为进行了研究。结果表明,与纯聚合物相比,CNTs的加入使复合材料熔体呈现出由类液体粘弹行为向类固体粘弹行为的转变,表现为在低剪切速率作用下,纳米复合材料的黏度和储存模量对频率的依赖性变小。     

石墨烯纳米片填充HDPE/PEG相变复合材料的动态流变行为

通过溶液共混法制备了不同配比的石墨烯纳米片填充高密度聚乙烯/聚乙二醇(HDPE/PEG)相变复合材料,采用旋转流变仪表征了相变复合材料的动态流变性能,研究发现少量石墨烯纳米片加入有助于改善HDPE/PEG共混物的相容性。采用差示扫描量热法研究了复合材料的非等温结晶行为,结果表明在较高温区(处于HDPE结晶温度范围)石墨烯纳米片可以促进复合相变材料中HDPE的结晶;而在较低温区(处于PEG结晶温度范围)复合材料中的PEG因受空间限制(此时HDPE呈固态),其结晶过程受到抑制。     

碳基纳米填料填充聚丙烯纳米复合材料的制备与流变特性

采用熔融共混法分别制备了多壁碳纳米管(MWCNT)、炭黑(CB)、石墨微片(GNP)填充聚丙烯(PP)纳米复合材料。采用毛细管流变仪和旋转流变仪对所制备的复合材料的黏度尺度效应和动态流变特性进行了实验研究。研究发现,填充材料的形态和含量都会对黏度的尺度效应和粘弹性产生影响。各填充体系的剪切黏度都会随着粒子质量分数的增加而增大,不同直径口模下的剪切黏度偏差值有逐渐减小的趋势,炭黑填充体系具有明显的黏度尺度效应。填充体系的储能模量和损耗模量均随着粒子质量分数的增加而增大。     

多壁碳纳米管改性等规聚丙烯复合材料的结构及性能研究

通过熔融共混法制备出等规聚丙烯(iPP)/多壁碳纳米管(MWCNTs)复合材料并对其进行热行为和流变性能测试,结果表明,iPP/MWCNTs复合材料的熔点、复数粘度、储能模量G′和损耗模量G″均大于纯iPP; iPP和iPP/MWCNTs的复数粘度均随着频率增加而减小,表现出明显的“剪切变稀”现象,即呈现出假塑性流体行为。通过注塑成型技术分别制备出iPP和iPP/MWCNTs制品,X射线测试结果表明,iPP和iPP/MWCNTs复合材料制品的结晶度相当,并且其值不随距离皮层深度的增加而发生较大变化。另外,iPP/MWCNTs复合材料制品的取向度整体偏高并且该值随距离皮层深度的增加而逐渐降低。拉伸测试结果表明,与纯iPP制品相比,iPP/MWCNTs复合材料制品的拉伸强度和杨氏模量有较大幅提高,而其断裂伸长率和韧性呈相反趋势。     

Rheological behavior of short sisal fiber-reinforced polystyrene composites

The rheological behavior of short sisal fiber-reinforced polystyrene composites containing short sisal-fiber has been studied using an Instron capillary rheometer. The effect of fiber length, fiber loading, shear rate, shear stress and temperature on the rheological behavior of the composites was studied. Unlike other short fiber-reinforced thermoplastics at lower temperature the melt viscosity of polystyrene(PS)-sisal composites are lower than that at higher temperatures. At 180°C the viscosity of the composite is governed by wall-slip, which decreases the viscosity and at 190°C the viscosity is governed by fiber melt interaction that increases the viscosity. The morphology of the extrudate was studied using optical and electron microscopy.     

微晶纤维素/聚丁二酸丁二醇酯复合材料的流变行为

采用熔融共混法制备了微晶纤维素/聚丁二酸丁二醇酯(MCC/PBS)复合材料,用高级毛细管流变仪和旋转流变仪分别测定复合材料的稳态流变性能和动态流变性能,研究了不同MCC含量、不同温度对复合材料流变行为的影响。结果表明,复合材料的黏度与剪切速率的流变曲线符合幂律流体的特征,可以用幂律模型对其进行拟合;复合材料的黏度与温度的关系可用Arrhenius方程对其进行描述。在线性黏弹区,复合材料的储能模量(G′)维持恒定,当应变(γ)超过临界值(γ_c)时,复合材料进入非线性黏弹区,出现了"Payne"效应,并且随着MCC含量的增加,γ_c下降。在角频率(ω)扫描范围内,复合材料的储能模量(G′)、损耗模量(G″)和复数黏度|η*|均随着MCC含量的增加而增大。在相同的MCC含量下,G″的值始终大于G′的值,损耗因子(tanδ)均大于1。在低频区,G′出现第二平台。MCC/PBS复合材料加工流变特性的研究,对指导MCC/PBS复合材料的成型加工具有一定的价值。     

动态成型过程中PP/CaCO3填充体系的流变行为

使用自行研制的毛细管动态流变仪,研究振动参数对聚丙烯(PP)与碳酸钙(C aCO3)在不同配比时混料流变行为的影响。实验结果表明,填充体系的表观黏度随着振动频率和振幅的增加而显著降低,在频率8H z左右,达到了最小值,并且当C aCO3的含量较低时,其表观黏度随着振动参数的变化响应更明显。     

Dynamic and steady state viscoelastic behavior and morphology of MAPP treated PP/sisal composites

The present paper summarizes an experimental study on the molten viscoelastic behavior of PP/sisal composites under steady and dynamic state. Variations in melt viscosity and die swell of the composites with an increase in shear rate, fibre loading and coupling agent concentration have been investigated using capillary rheometer. It was observed that with the addition of sisal fibers and MAPP, the melt viscosity of the composites increased due to improved fiber–matrix interfacial adhesion. Further the dynamic viscoelastic behavior measured, employing parallel plate rheometer revealed an increase in the storage modulus (G′) indicating higher stiffness in case of fibre filled composites as compared with the virgin matrix. Time temperature superposition was applied to generate various viscoelastic master curves. The fiber–matrix morphology of the extrudates was also examined using scanning electron microscopy, which corroborated the findings of the rheological properties. The extrudate cross sections of the composites displayed uniform distribution of fibers within the PP matrix with lesser surface irregularities at high shear rates.     

MC尼龙6/Kevlar纤维复合材料的动态流变性能

利用应力熔体流变仪研究了MC尼龙6及MC尼龙6/Kevlar纤维(KF)复合材料的动态流变性能。结果表明,随着剪切频率ω的增加,MC尼龙6及其复合材料熔体的动态黏度η′均减小,储能模量G′和损耗模量G″均增大;随着纤维用量的增加,MC尼龙6的熔体黏度呈增加的趋势;低频率时,纯MC尼龙6熔体以粘性流动为主,高频率时,熔体以弹性流动为主;加入纤维后,复合材料的熔体以粘性流动为主,且不同纤维含量的复合材料有着相似的G′~ω和G″~ω。这些结论也可由lgG′~lgG″关系图得到。     

Roles of Ni/CNTs hybridization on rheological and mechanical properties of CNTs/epoxy nanocomposites

In this work, a nanoscaled Ni surface coating for multi-walled carbon nanotube (MWCNT) is proposed for the improvement of the interfacial properties between MWCNTs and epoxy resins in nanocomposites. The rheological behaviors and mechanical properties of the nanocomposites were investigated in a frequency sweep experiment with oscillatory rheometry and a universal test machine, respectively. The rheological behaviors of the nanocomposites proved the good dispersion behaviors of the Ni-coated MWCNTs in the matrix, demonstrating an increase in the suspension viscosity, G″, and G′, proving the high mechanical interfacial properties of the final composites.     

分子结构对LLDPE动态流变行为的影响

通过动态流变行为测试,研究了一系列丁烯共聚和己烯共聚LLDPE的储能模量、损耗模量、零切黏度和动态黏度的变化规律,并讨论了它们与分子结构的关系。研究表明:(1)两个系列的LLDPE样品所得到的动态交点G_x随着重均相对分子质量的增大,其对应的频率越低;(2)两个系列的复数黏度和重均相对分子质量的关系式不符合Raju的经验方程;(3)一定含量的长支链可以加剧剪切变稀的程度,而动态黏度在聚合物重均相对分子质量相差不大的情况下,随着分子量分布的增大而增大。     

废纸板纤维/淀粉发泡复合材料加工流变特性及泡孔形态

将废旧瓦楞纸板粉碎制取废纸板纤维,与玉米淀粉、聚乙烯醇共混辅以发泡剂偶氮二甲酰胺-氧化锌(AC-ZnO),利用注塑发泡法制备废纸板纤维/淀粉发泡复合材料。采用双料筒毛细管流变仪,研究了甘油-邻苯二甲酸二辛酯(G-DOP)混合塑化剂含量、废纸板纤维含量、相容剂聚丙烯酸(EAA)含量、AC-ZnO含量以及温度对废纸板纤维/淀粉发泡复合材料的流变行为的影响,采用SEM研究了不同熔体黏度对泡孔形态的影响。结果表明: 废纸板纤维/淀粉发泡复合材料熔体流动特征表现为假塑性。随着混合塑化剂含量的增加,熔体黏度下降;随着废纸板纤维含量的增加,熔体黏度增加; 随着EAA含量的增加,熔体黏度增加; 随着AC-ZnO含量的增加,熔体黏度下降;随着温度的升高,熔体黏度先降低后升高。随着熔体黏度的降低,泡孔数量减小,孔径增大,当熔体黏度为900 Pa·s时,泡孔合并现象严重。     

苯乙烯原位聚合改性氢氧化镁/聚丙烯复合材料的流变特性

采用乙烯基硅烷在纳米氢氧化镁(MH)表面引入乙烯基后与苯乙烯进行原位聚合,制备了苯乙烯原位聚合改性氢氧化镁 (MMH)。将改性前后的MH分别与聚丙烯(PP)熔融复合制备了不同的MH/PP复合材料,采用扫描电镜和毛细管流变仪研究了复合材料的形态结构和流变特性。结果表明：MH/PP复合材料为剪切变稀的非牛顿流体,其表观黏度、非牛顿指数大于PP。随着填充量的增加,MH/PP复合材料表观黏度增大,非牛顿指数总体上也表现出增大的趋势。低的填充量降低了PP的黏流活化能,随着MH填充量的增加,复合材料的黏流活化能明显增大。然而,MH的苯乙烯原位聚合改性显著改善了复合材料的分散性,改性后MH的“滚珠”效应明显降低了复合材料的表观黏度,非牛顿指数和黏流活化能也比 PP熔体的小,且黏流活化能随改性MH填充量的增加而进一步减小。