水交换法制备低温可膨胀石墨的研究

采用一种新型的水交换法制备工艺,以天然石墨、高锰酸钾、浓硫酸为原料,制得了在160℃时即可发生膨胀的低温可膨胀石墨.采用热失重分析(TGA)、傅立叶转换红外光谱分析(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对其结构进行了表征与分析.结果表明,通过水交换法使得插入石墨层间的主要物质为水,水在低温下瞬间汽化对石墨片层产生张力,导致石墨低温膨胀.因此,石墨发生膨胀时无有害小分子释放,对环境友好.     

LLDPE/OMMT纳米复合材料的熔融插层制备工艺研究

采用熔融插层法在双转子连续混炼机上制备线性低密度聚乙烯/有机蒙脱土纳米复合材料,分析了不同工艺参数对插层效果的影响.结果表明,当喂料速率为1.35 kg/h时,随着转子转速的增大,复合材料的层间距先变大后变小,转速方400 r/min时,层间距最大,插层效果最佳;当转子转速为450 r/min时,随着喂料速率的增大,复合材料的层间距同样先变大后变小,其中喂料速率为1.94 kCh时,层间距最大,插层效果最佳.     

基于双转子连续混炼挤出机的聚乳酸/聚己内酯可降解共混物制备及性能

基于熔融共混法,采用双转子连续混炼挤出机制备聚乳酸(PLA)/聚己内酯(PCL)可降解共混物,研究PCL含量和转子转速对共混物性能的影响.通过拉伸测试、动态力学分析、热重分析、差示扫描量热分析等测试考察了PLA/PCL共混物的力学性能、热稳定性和结晶性能.结果 表明,PCL对PLA/PCL共混物有明显的增韧效果,同时可提高共混物的热稳定性和结晶性能;提高转子转速可以改善分散相在连续相中的分散分布效果,但转速过高会导致PLA的生热降解和PCL的加剧破裂.当转子转速为500 r/min时,PCL质量分数为40％或50％时,PLA/PCL共混物具有良好的综合性能,此时拉伸强度高于48 MPa、断裂伸长率高于466％、冲击强度高于82 J/m,共混物中PCL相的结晶度高于56.08％、PLA相的结晶度高于52.90％.     

双转子连续混炼机停留时间的测定

采用示踪剂法测定了双转子连续混炼机的物料停留时间分布曲线，讨论了影响物料停留时间分布曲线的因素。结果发现：混炼机产量越大，停留时间越短，分布曲线的分布越窄；而混炼机的转速对停留时间分布的影响不大。     

双转子连续混炼机非等温混合过程的数值模拟研究

利用PRO/E软件建立了双转子连续混炼机混炼段的三维几何模型,并应用FLUENT有限元软件对高聚物熔体在SCM50双转子连续混炼机混炼段中的流动和混合过程进行了三维非等温流场分析,给出了双转子速度场和剪应力场的基本规律.计算结果表明:螺棱顶部具有较大的剪应力和速度梯度,返混螺棱区存在回流现象.所得结论可为双转子连续混炼机的数值模拟研究提供一定的方法指导,并为其工程实践提供一定的理论指导.     

导热型微孔透气薄膜的制备及性能研究

在常规透气薄膜专用料配方的基础上加入球形导热填料氧化铝,以改善透气薄膜的导热性能。用双转子连续混炼机熔融混合后,借助流延设备和拉伸单元把透气薄膜专用料制成透气薄膜,分别研究了氧化铝含量和拉伸倍率对透气薄膜性能的影响。结果表明,当线形低密度聚乙烯（PE?LLD）/碳酸钙（CaCO₃）/氧化铝的质量比为50/35/15时,选择200 %~300 %之间的拉伸倍率制备的透气薄膜,在保证薄膜力学性能和透气性能的前提下,导热系数比常规透气膜提高了60 %以上。     

氨基改性氧化石墨烯及其与环氧树脂的复合

对氧化石墨烯的氨基改性进行了研究,并探索了其在环氧树脂复合材料中的应用。以鳞片石墨为原料,采用Hummers法制备了氧化石墨,进而超声剥离制备了氧化石墨烯。采用三乙烯四胺和乙二胺,用缩合剂法对氧化石墨烯进行改性,并制备相应的环氧树脂复合材料。通过X射线衍射、热重分析、红外光谱、拉曼光谱、扫描电子显微镜等测试方法对所制备的材料进行了表征。结果表明,通过改性可将三乙烯四胺和乙二胺引入氧化石墨烯的表面,且氧化石墨烯被部分还原;氨基改性氧化石墨烯作为分散相加入环氧树脂基体中制备的复合材料的弹性模量和拉伸强度较纯环氧树脂明显提高,拉伸强度最大提高约60 %,弹性模量最大提高约100 %。     

双转子连续混炼机混炼段拉伸作用的研究

采用有限元分析软件Polyflow对双转子连续混炼机混炼段的三维非等温流场进行了模拟,并通过PP/PS混炼实验进行验证。利用扫描电子显微镜观察混炼样品的断面形貌,分析流场特性。结果表明,在混炼过程中,螺棱交汇区物料所受的拉伸作用比正向输送区和反向输送区物料受到的拉伸作用大;在同一截面上,螺棱顶部附近物料受到的拉伸作用较大,C形区物料受到的拉伸作用比较小;转子螺棱顶部形成了收敛流道,可提供高的拉伸作用。总的来看,由于转子的特殊结构,从进口到出口物料经历了反复的拉伸、断裂、重新分布过程,分散混合效果得以强化。     

原位膨胀熔融混合法制备聚乙烯/膨胀石墨插层型复合材料

以线形低密度聚乙烯(PE-LLD)、低温可膨胀石墨(LTEG)为原料,通过双转子连续混炼机,采用熔融混合法制备了PE-LLD/膨胀石墨插层型复合材料。通过扫描电镜（SEM）,X射线衍射(XRD)等表征方法对复合材料的结构和性能进行了分析,结果表明,石墨在与PE-LLD熔融混合过程中,发生了同步膨胀,并且PE-LLD分子链插入到石墨片层之间形成了插层型复合材料,相比纯PE-LLD,复合材料的阻隔性能提高了40 %。     

双转子连续混炼机混炼过程和原理的研究

研究了双转子连续混炼机的混炼过程和混炼原理,并建立了混合过程的数学和物理模型。研究结果表明,转子组合（螺棱交汇区的长度）、转子转速、螺棱顶部与混炼腔内壁之间的间隙、嵌入块形状和卸料门开启度是影响混合过程的主要参数。