双粒度分布碳酸钙对聚丙烯/碳酸钙非等温结晶动力学的影响

将纳米/微米CaCO3按照不同比例混合,并以10%(质量分数)的填充量与聚丙烯(PP)熔融共混制备了CaCO3/PP复合材料。采用广角X射线衍射仪和差示扫描量热分析研究了各样品的PP结晶形态及非等温结晶动力学。结果表明,CaCO3粒子能够诱导β晶产生,且NCP2(纳米/微米CaCO3的质量比为1∶4)中β晶的含量达到最高值1.21%;NCP2的非等温结晶动力学参数和半结晶时间在冷却速率Ф<15℃/min时相比单粒度分布CaCO3填充改性PP分别升高和降低;同一组份样品,随着结晶度增加,F(T)增加;相同结晶度下,NCP2的F(T)值最小;Kissinger法计算出PP及NCP2的结晶活化能分别为205.81 kJ/mol,201.01 kJ/mol。     

酒糟增强聚丙烯复合材料的制备与性能研究

通过熔融共混制备了酒糟(DG)增强聚丙烯(PP)复合材料,考察了DG用量、粒径以及马来酸酐接枝聚丙烯（PP-g-MAH）相容剂对复合材料性能的影响。结果表明,DG的加入使得复合材料的热稳定性和阻燃性能提高;PP/DG复合材料的结晶温度随DG含量的增加而升高,说明DG对PP有异相成核的作用;当粒径为100 μm 的DG用量为10 %（质量分数,下同）时,复合材料的缺口冲击强度相比纯PP提高了55.2 %;一定的粒径范围内,复合材料的力学性能与DG粒径呈正相关;PP-g-MAH含量为2 %,DG含量为10 %的复合材料的拉伸强度比未加相容剂时提高了9.3 %,比纯PP提高了4.1 %;PP-g-MAH的加入使得DG颗粒与PP基体间的界面结合明显改善。     

固相剪切碾磨制备尼龙12/多壁碳纳米管复合粉体及选择性激光烧结3D打印

采用固相剪切碾磨(S~3M)技术并结合冷冻粉碎制备了适于选择性激光烧结(SLS)的尼龙12(PA12)/多壁碳纳米管(CNTs)复合粉体及相应的烧结制品。采用激光粒度分析仪、扫描电镜、透射电镜、动态力学分析、傅里叶变换红外光谱分析、差示扫描量热仪等对所得PA12/CNTs复合粉体和相应SLS制品的结构与性能进行了表征。结果表明,固相剪切碾磨-冷冻粉碎制备的复合粉体颗粒以椭球形为主,平均粒径75μm,SLS加工窗口为10℃左右,满足SLS对被烧结材料的性能要求,通过加入质量分数为0.1%的流动助剂纳米SiO_2能进一步改善复合粉体的SLS加工性能。磨盘碾磨通过其强大的三维剪切力场实现了CNTs的切割及在PA12基体中的良好分散以及CNTs与PA12大分子链的接枝,显著改善了二者之间的界面相容性。此外,通过优化SLS加工参数,成功制备了表面平整、结构复杂、性能良好的PA12/CNTs烧结制品。所得PA12/CNTs烧结样品具有优良的力学性能,拉伸强度达到44.2 MPa,缺口冲击强度达到8.12 k J/m~2。     

纳米二氧化钛低温热催化降解聚乙烯薄膜的机理

以纳米二氧化钛(nano-TiO2)为热催化剂,与低密度聚乙烯(LDPE)熔融共混制备出LDPE/TiO2复合薄膜,并置于黑暗烘箱中低温(30~50℃)热老化。利用傅里叶变换红外光谱、热重分析、差示扫描量热法和扫描电子显微镜对复合薄膜的热降解行为进行了表征。结果表明,纯聚乙烯薄膜和聚乙烯复合薄膜在黑暗低温条件下也会发生热降解,且nano-TiO2填充量越大,温度越高,热降解效果越明显。nano-TiO2填充量为5%的复合薄膜在50℃热老化90 d后,复合薄膜中出现羰基和羧基,聚乙烯分子支链减少且生成了小相对分子质量的物质,复合薄膜的热分解温度T5%从473.5℃降低到433.8℃,结晶度从33.1%升高到35.3%,薄膜表面也变得凹凸不平。     

改性聚乙烯醇粉体的制备及选择性激光烧结加工

以甘油为增塑剂制备了适于选择性激光烧结的增塑改性聚乙烯醇粉体及其相应的柔性烧结制品。采用粉体流动性测试、差示扫描量热、激光粒度分析、扫描电镜、万能材料试验机等表征和研究了改性聚乙烯醇粉体和相应烧结制品的结构和性能。结果表明,30%的甘油增塑改性聚乙烯醇粉体具有优良的流动性能,平均粒径为64μm,满足选择性激光烧结对粒径和粉体流动性的要求。甘油加入有效降低了聚乙烯醇的热塑加工温度和结晶度,改善了聚乙烯醇粉体的选择性激光烧结加工性能,有效避免了在较高激光扫描速率条件下烧结过程中的烧结层能量补偿不足和易发生翘曲变形的问题。通过优化烧结工艺参数,改性PVA烧结制品具有良好的烧结精度,误差在±0.3 mm以内,当激光能量密度达到0.099 J/mm2时,烧结样品力学性能良好,拉伸强度和压缩强度分别达到1.6 MPa和3.5 MPa。制备的改性聚乙烯醇烧结样品也具有良好的弹性回复性能,压缩量在30%以内时,弹性回复率可达80%以上。     

选择性激光烧结用聚合物基材料制备研究进展

选择性激光烧结（selective laser sintering, SLS）是一种重要的3D打印加工技术,可制备传统加工无法制备的任意复杂形状的制件,广泛应用于航空航天、国防装备、医疗器械以及汽车等高新技术领域。本文介绍了SLS技术的加工原理和优势,综述了SLS技术加工成形用材料种类及聚合物基粉体材料的制备方法,主要包括相分离法、机械粉碎法、溶液法和喷雾干燥法。重点对SLS技术制备聚合物基压电复合材料及制品的国内外研究现状进行总结。虽然SLS打印制造技术面临聚合物原料种类少、功能缺乏、粉体生产成本高以及难以批量制备等瓶颈问题,但经过不断地创新与发展,SLS打印技术将成为高性能多功能高分子复合材料及其大型复杂制件的极佳制造方法。