聚丙烯/聚丙烯-石墨烯交替多层复合材料的结构及气体阻隔性能

利用多层共挤出技术制备了具有规整的交替层状结构的聚丙烯/聚丙烯-石墨烯(PP/PP-GR)交替多层复合材料,通过光学显微镜、扫描电子显微镜、气体渗透实验、力学性能测试研究了PP/PP-GR交替多层复合材料的结构与性能的关系。结果表明,分层叠加单元对复合材料施加的使熔体变宽变薄的"类双向拉伸"作用促进了石墨烯在PP中的分散、剥离和取向,从而使PP/PP-GR交替多层复合材料在低GR含量(体积分数0.082%)下同时具有高气体阻隔性(氧气渗透系数为1.01×10~(-15) cm~3·cm/(cm~2·s·Pa))和高断裂伸长率(1080.1%)。     

滑石粉/聚丙烯复合材料结晶度与相间形态对其力学性能的影响

用偶联剂改性的滑石粉（Talc）与聚丙烯（PP）共混制备Talc／PP复合材料,测试了复合材料的力学性能。用广角X射线衍射仪对聚丙烯的结晶状况进行了表征,计算了复合材料中聚丙烯的结晶度;用扫描电镜观察了样条的断口形貌,讨论了滑石粉填充量对材料结晶性能与相态结构的影响．以及PP相结晶度和体系的微相结构对复合材料的拉伸、弯曲及冲击性能的影响。实验结果表明,滑石粉的加入对复合材料的结晶行为、相态结构和力学性能有影响。在15％的滑石粉填充量时,聚丙烯相的结晶度达到最大值,材料的拉伸强度、弯曲强度也基本上达到最大值,而冲击强度却降到最低。扫描电镜照片显示,PP基体的结晶形态与复合材料的相态结构随滑石粉含量的改变而变化。     

短玻纤增强聚丙烯注射压力对微观结构和力学性能影响

报道了短玻纤增强聚丙烯复合材料中玻纤及注射压力对材料微观结构和力学性能的影响规律。实验结果表明: 随着玻纤含量提高, 复合材料的拉伸强度提高, 而断裂伸长率、冲击强度和熔体流动速率则下降。注射压力提高, 拉伸试样芯层中玻纤的平均取向角下降, 取向度提高, 因而拉伸强度增大, 冲击强度下降。皮层结构中玻纤沿熔体流动方向高度取向。聚丙烯球晶尺寸随玻纤含量增加而变小, 规整度也变差, 至40% 时, 聚丙烯已难以形成规整的球晶结构。     

高岭土/白炭黑并用填充丁基橡胶复合材料的气体阻隔性能

以改性高岭土(MK)和白炭黑(PS)作为增强剂,采用熔融共混法制备了一系列的丁基橡胶(ⅡR)复合材料,并对其微观结构、力学性能和气体阻隔性能进行了分析测试。结果表明:MK以片层结构,PS以球状结构分散于ⅡR基体中,有效地改善了ⅡR复合材料的力学性能和气体阻隔性能;MK与PS单独填充时,MK/ⅡR的定伸应力低于PS/ⅡR,而拉伸强度和气体阻隔性能则明显高于PS/ⅡR,而且随着MK用量的增加,MK/ⅡR的相对渗透率逐渐降低;MK与PS并用填充时,(MK+PS)/ⅡR的定伸应力接近PS/ⅡR,拉伸强度与MK/ⅡR相差较小,(MK+PS)/ⅡR的气体阻隔性能普遍高于含等量的MK和PS单独填充的ⅡR复合材料,并用填充复合材料具有良好的综合力学性能和气体阻隔性能。     

交替微层结构PPCB/PP导电复合材料的结构与性能

利用自主设计的微层共挤出设备,制备了具有交替微层结构的炭黑填充聚丙烯/聚丙烯(PPCB/PP)导电复合材料。PPCB层和PP层均为连续相,炭黑仅选择性分散在PPCB层内,形成一种特殊的双逾渗现象。电性能测试表明,微层共挤出技术可显著降低微层PPCB/PP复合材料的逾渗阈值和电阻率,其导电性能与材料层数相关。此外,微层共挤出方法能明显改善材料的韧性。     

交替微层结构PPCB/PP导电复合材料的结构与性能EI

利用自主设计的微层共挤出设备,制备了具有交替微层结构的炭黑填充聚丙烯/聚丙烯(PPCB/PP)导电复合材料。PPCB层和PP层均为连续相,炭黑仅选择性分散在PPCB层内,形成一种特殊的双逾渗现象。电性能测试表明,微层共挤出技术可显著降低微层PPCB/PP复合材料的逾渗阈值和电阻率,其导电性能与材料层数相关。此外,微层共挤出方法能明显改善材料的韧性。     

纳米介孔MCM-41填充物对聚丙烯基复合材料性能的影响

用熔融共混法制备出聚丙烯基纳米复合材料,研究了形状和大小不同的纳米介孔MCM-41填充物对聚丙烯基纳米复合材料的拉伸性能与热性能的影响.结果表明,对于MCM-41(with template),无论是尺寸为20～40nm的颗粒形填料还是长条形填料,由于延伸到介孔孔口处的混合模板剂与聚丙烯有一定的相互作用,在填充量适当时,都对聚丙烯有明显的增强和增韧的作用.20～40nm的填料和长条形填料填充聚丙烯后复合材料的强度和模量明显优于80～100nm的填料与圆形填料的填充效果.各种介孔填料的加入,虽然并没有改变聚丙烯的晶型,但各种填料与聚丙烯存在着强的相互作用,使链段运动受到束缚,均提高了复合体系的耐热性.     

茶生物质/聚丙烯复合材料的制备与性能研究

为高值化利用茶产业剩余物资源,以废弃茶生物质(Tea biomass,TB)为填料,聚丙烯(Polypropylene,PP)为基体,采用密炼-注塑工艺制备了TB/PP复合材料,考察了茶生物质填料种类、处理方式及其添加量对复合材料结构、形态及性能的影响。实验结果显示,以茶树枝为生物质填料制备的复合材料力学性能最佳,茶梗次之,茶叶最差;茶梗填料经水煮和马来酸酐接枝聚丙烯增容处理后,复合材料的拉伸强度、弯曲强度、拉伸模量及弯曲模量分别提高了23.4%、9.0%、16.9%和13.9%。SEM图片显示茶梗填料与基体界面相容性提高。随茶梗填料用量的增加,复合材料的拉伸模量、弯曲模量逐渐增大,而拉伸强度及断裂伸长率缓慢下降,吸水率增加,热性能得到改善。当TS添加量为30%(质量分数)时,复合材料的拉伸强度比PP减小7.3%,但弯曲强度、弯曲模量及拉伸模量则分别提高11%、86.1%和54.7%。浸水80h后吸水率为0.89%。     

硼酸酯改性Mg2B2O5W/PP复合材料界面及其力学性能

为了提高聚丙烯(PP)的强韧性能,采用熔融共混法分别制备了质量分数为0～15%的Mg2B2O5晶须(MBOw)和硼酸酯偶联剂(BE)改性MBOw填充PP基复合材料,测试了PP及其复合材料的拉伸、冲击性能,并通过红外光谱、接触角测试、扫描电镜分析等对复合材料界面作用机理进行了研究.结果表明:MBOw与BE之间存在化学和物理吸附层;PP与BE处理前后的MBOw之间不存在化学键合;BE改性MBOw/PP复合材料中PP与MBOw之间的粘附功和表面张力之比由BE表面处理前的8.7增至处理后的315.0,明显改善了基体中MBOw的分散性及其界面结合性能,提高了BE改性MBOw/PP复合材料的拉伸及冲击性能.     

聚丙烯基纳米复合材料的物理性能

综述了聚丙烯(PP)基纳米复合材料的动态力学性能、结晶性能、阻燃性能、导电性能、分散性等物理性能的国内外研究进展。相对纯高分子材料或传统填充复合材料，聚丙烯纳米复合材料具有快的结晶速率、高的结晶温度和阻燃性能，纳米复合材料中聚丙烯结晶速率和结晶温度的提高归结于高表面积的纳米粒子存在强的异相成核作用，阻燃性能的提高归结于热稳定性提高和在少量填料时就可形成绝缘不燃炭层。     

聚丙烯/聚烯烃弹性体/硅灰石复合材料的制备与热学力学性能

采用熔融共混的方法制备聚丙烯(PP)/聚烯烃弹性体(POE)/硅灰石(Wollastonite)复合材料,利用万能材料试验机、悬臂梁冲击机、差热扫描量热仪(DSC)和扫描电镜(SEM)研究了聚烯烃弹性体和硅灰石对聚丙烯的力学性能及热性能的影响。结果表明,POE弹性体对PP有很好的增韧作用,提高了PP的冲击强度,硅灰石在一定程度上有增强的作用,提高了PP/POE的拉伸强度;POE和硅灰石使复合材料的结晶温度有所提高,但使熔点有所降低。当POE占3%(质量分数,下同),硅灰石占3%时,复合材料的热学、力学性能最优,冲击强度比纯PP高出15.4%,拉伸强度高出2.6%,结晶温度高出5℃。     

碳纳米管/石墨烯复合填充交替多层硅橡胶的结构及性能

以碳纳米管(CNTs)/石墨烯(GNs)为复合填充料,通过交替多层共挤出设备制备了一系列不同层数交替多层硅橡胶片材,获得了2ⁿ⁺¹+1层结构的多层复合硅橡胶;研究了多层结构硅橡胶微观形貌对其力学性能和介电性能的影响。扫描电镜结果表明,所制备的多层材料具有清晰、规整的连续层状结构,且随着层数增加,填料的分散状态获得改善且取向度增加;拉伸实验结果表明,多层硅橡胶的拉伸强度和断裂伸长率均有所增加,且均大于共混材料;介电性能测试结果表明,多层材料的介电常数随层数增加而增加,并且具有介电的各向异性,其在面内方向上的介电常数高于面外方向。     

Enhanced sound insulation and mechanical properties of LDPE/mica composites through multilayered distribution and orientation of the mica

In this work, the composites with multilayered distribution of the mica were fabricated by a multilayer coextrusion technique. The influence of layer number on sound insulation and mechanical properties of multilayered composites was investigated. The distribution, dispersion and orientation of mica particulates in composites were characterized by PLM and SEM. The sound insulation property of composites was measured by four microphone impedance tube. PLM and SEM images showed that the mica was distributed as the multilayered structure along the thickness direction of the composites. With the increase of layer number, more mica aggregates delaminated into thin flakes and aligned parallel to the flow direction. Compared to the conventional composites, the multilayered composites showed the enhanced sound insulation efficiency and mechanical properties. The discontinuity of sound impedance and the improved stiffness were considered to play a crucial role in the improvement of sound transmission loss.     

Polycarbonate/Polypropylene/Fibrillar Silicate Ternary Nanocomposites： Morphology and Mechanical Properties

Polycarbonate （pc）/polypropylene （pp）/silicate attapulgite （AT） ternary nanocomposites were first prepared via the two-step melt blending process. Phase structure of the ternary composites was characterized by transmission electron microscopy （TEM） and dynamic mechanical analysis （DMA）, in which the morphology of encapsulation of AT by PP in the PC matrix were observed. The mechanical properties of the ternary composites were investigated using the tensile tester and Izod impact tester. The results show that encapsulation of AT by PP in PC enhances the toughness of the matrix effectively and give the best tensile and impact strength.     

功能化石墨烯/埃洛石纳米管对聚丙烯的协同强韧化改性研究

以功能化氧化石墨烯(GO)-埃洛石纳米管(HNTs)杂化材料(GO@HNTs)为纳米填料,以聚丙烯(PP)为基体,通过熔融共混法制备了不同GO@HNTs 含量的GO@HNTs/PP纳米复合材材料,并对所得杂化填料和PP纳米复合材料的结构与性能进行系统研究。研究结果表明,功能化GO与HNTs之间存在化学相互作用,二者之间形成的“屏障效应”抑制了彼此在PP基体中的团聚。仅添加0.5%GO@HNTs杂化纳米填料后,PP复合材料的拉伸强度和冲击强度分别较纯PP提高了17.5%和80.4%,与单独添加相同含量的GO或HNTs所得复合材料的力学性能相比,GO@HNTs杂化纳米填料对PP基体具有明显的协同增强增韧改性作用。与纯PP相比,GO@HNTs/PP试样表现出更高的储能模量、损耗模量和玻璃化转变峰值。由于GO@HNTs的“异相成核效应”和“物理热阻效应”,有效提高了PP纳米复合材料的结晶温度、熔融温度、结晶度和耐热分解温度。     

Light-weight poly(vinyl chloride)-based soundproofing composites with foam/film alternating multilayered structure

Poly(vinyl chloride)-based (PVC) multilayered composites with alternating foam and film layer structure were designed through a multilayered co-extrusion system. Light-weight composites with good soundproofing properties were obtained. The effects of foaming process, acoustic impedance mismatch, and layer number on the soundproofing properties were investigated. Sound transmission loss (STL) was used to characterize the soundproofing properties. The experimental results revealed that the foam/film multilayered composites showed higher STL and lower density than the film/film multilayered composite without foaming process. In addition, the multilayered composite presented better soundproofing properties when there was a bigger acoustic impedance mismatch between adjacent layers. Moreover, as the layer number increased from 2 to 16, the STL of the PVC composite increased gradually and reached a maximum at 8 layers (an average value of 26.3 dB). However, the STL of 16-layer composite decreased because of the reduction of scattering and reflection of sound waves among the bubbles.     

Mechanical and Antibacterial Properties of Injection Molded Polypropylene/TiO2 Nano-Composites:Effects of Surface Modification

Polypropylene (PP)/titanium dioxide (TiO2) nano-composites were prepared by melt compounding with a twin screw extruder. Nanoparticles were modified prior to melt mixing with maleic anhydride grafted styrene-ethylene-butylene-styrene (SEBS-g-MA) and silane. The composites were injection molded and mechanical tests were applied to obtain tensile strength, elastic modulus and impact strength. Antibacterial efficiency test was applied on the injection molded composite plaques by viable cell counting technique. The results showed that the composites including SEBS-g-MA and silane coated TiO2 gave better mechanical properties than the composites without SEBS-g-MA. Antibacterial efficiency of the composites varied according to the dispersion and the concentration of the particles and it was observed that composites at low content of TiO2 showed higher antibacterial property due to the better photocatalytic activity of the particles during UV exposure.     

固相剪切碾磨制备聚丙烯/废旧橡胶/聚烯烃弹性体复合材料

利用固相剪切碾磨技术在常温下制备了聚丙烯(PP)/废旧轮胎橡胶(GTR)/聚烯烃弹性体(POE)复合材料。采用力学性能测试、差热分析(DSC)和扫描电镜(SEM)对固相剪切碾磨制备的GTR/POE复合粉体和相应PP/GTR/POE复合材料进行表征和分析,研究了碾磨次数和GTR/POE含量对PP/GTR/POE复合材料结构与性能的影响。结果表明,对固相剪切碾磨方法制备的PP/GTR/POE复合材料,GTR和POE被有效粉碎和均匀分散,其冲击强度和断裂伸长率比常规熔融共混方法制备的复合材料高;增加GTR/POE共碾磨复合粉体的含量或增加碾磨次数均可提高冲击强度和断裂伸长率。     

魔芋葡甘聚糖协同碳酸钙增强聚丙烯复合材料的制备

目的 拟在利用天然可降解高分子替代部分聚丙烯(PP)制备一种新型复合材料。方法 采用聚丙烯作为复合材料的基质,向基质中加入魔芋葡甘聚糖(KGM)、碳酸钙(CaCO3),并按照一定比例通过桌面挤出机混溶挤出制粒,再将半成品颗粒利用注塑机注塑成型制备成PP/KGM/CaCO3复合材料,同时探究KGM、CaCO3对PP/KGM/CaCO3复合材料的冲击性能和拉伸性能的影响。结果通过单因素实验可知,当KGM体积分数为10%、CaCO3体积分数为5%时,PP/KGM/CaCO3复合材料的力学性能最优。结论 该复合材料相互融合程度较好,抗冲击和伸强度较高,安全系数较好,可应用于食品包装和生活用品行业领域。本研究可为KGM的资源化利用提供一定的参考依据。