基于双转子连续混炼挤出机的PPS/CF复合材料制备及性能研究

采用双转子连续混炼挤出机并通过熔融共混法制备了碳纤维(CF)增强聚苯硫醚(PPS)复合材料，并对其微观形貌、动态力学性能、力学性能和导电性能进行了研究，且对相关的影响因素进行了分析。结果表明，适当降低挤出机转子转速、提高CF含量可以改善PPS/CF复合材料的力学性能和导电性能；当转子转速为200r/min时，采用含量为20 % (质量分数，下同)的CF制得的PPS/CF复合材料的冲击强度达到49.94 J/m，体积电阻率达到60.65 Ω·cm，均优于纯PPS。     

基于VOF模型的层叠器流动过程分析及流道结构优化

基于FLUENT软件的流体体积(VOF)模型研究了不同壁面滑移程度以及不同流道结构参数下4层等厚熔体通过层叠器倍增为8层熔体时,流道中熔体的分层情况变化。结果表明,壁面滑移程度的降低会促使熔体在上下壁面聚集,进而导致上下壁面处熔体层厚增加;汇流段与出口段间圆角半径、汇流段扩压角和平衡段长度这3个结构参数则只会影响熔体在左右壁面的聚集,进而影响各层熔体的尺寸精度,且其中扩压角的影响程度最大,平衡段长度次之,圆角半径的影响较小。     

微纳层叠共挤PP/PA6/CNTs原位微纤复合膜的制备及性能研究

采用双转子连续混炼挤出机与微纳层叠共挤出成型设备制备了聚丙烯/聚酰胺6/碳纳米管（PP/PA6/CNTs）复合材料和原位微纤复合膜,通过扫描电子显微镜（SEM）、流变仪、差示扫描量热仪（DSC）、万能拉伸试验机及电阻测试仪对其微观结构、流变性能、结晶性能、力学性能和导电性能进行了表征。结果表明,与共混相比,微纳层叠共挤出法使得分散相PA6/CNTs形成了微纤,微纤的形成不仅提升了复合膜的动态流变性能,并且增加了基体PP相的结晶度,提高了PA6相的结晶温度,提升了复合膜的结晶性能;当CNTs含量为0.5 %（质量分数,下同）时,复合膜的拉伸强度和断裂伸长率均达到最大值,分别为42.17 MPa和857.82 %,体积电阻率（R）下降到10⁴ Ω·cm,综合力学性能和导电性能达到最佳。     

基于离散元方法的差动自清洁混合器混合特性研究

采用离散元方法对LIST卧式差动双轴搅拌设备内高密度聚乙烯（PE?HD）填充碳酸钙复合材料的混合过程进行了仿真模拟，研究了不同加料速率及不同转速条件对该类自清洁混合器混合腔内物料充满度、物料停留时间分布及混合均匀程度的影响。结果表明，该类自清洁混合器的轴向输送能力主要由后续物料的推动作用实现，采用高速轴转速40 r/min，加料速率为10 kg/h的工艺参数可以获得最佳的混合均匀程度。     

基于微纳层叠共挤的PLA/PCL可降解微层薄膜的制备及性能研究

采用微纳层叠共挤出设备制备聚乳酸（PLA）/聚己内酯（PCL）可降解微层薄膜,利用扫描电子显微镜、万能材料试验仪、差示扫描量热仪和热失重分析仪等对微层薄膜的微观结构、力学性能和热稳定性进行表征。结果表明,PLA/PCL微层薄膜的热稳定性和力学性能均优于PLA/PCL共混薄膜;PCL对微层薄膜具有明显的增韧效果,同时可提高微层薄膜的结晶性能和热稳定性;当PLA/PCL配比为40/60、50/50或60/40时,PLA/PCL微层薄膜具有良好的综合性能,此时拉伸强度高于51.2 MPa,断裂伸长率高于568.6 %,冲击强度高于100.7 J/m,微层薄膜中PLA相的结晶度高于43.28 %、热降解峰值温度高于373.22 ℃。     

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。     

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％.     

高填充改性复合材料导热预测模型的建立及应用

在对高填充改性复合材料导热过程进行研究的基础上，建立了基于串并联/并串联模型并考虑了界面热阻作用的高填充改性复合材料导热预测模型。借助于双转子连续混炼机制备两种氧化铝粒径不同填充量的聚丙烯/氧化铝（PP/Al₂O₃）复合材料，运用激光导热仪对其导热性能进行了表征，并与模型预测结果进行了对比。结果表明，所建立的模型对高填充复合材料的导热性能的预测具有较高的准确性；当氧化铝填充量较低时，模型中的界面热阻因子最高；随着氧化铝填充量增加，界面热阻因子显著降低；当氧化铝填充量继续增加时，界面热阻因子逐渐降低并趋于稳定；高填充量下相同制备工艺下同种填充改性复合材料的界面热阻近似相同。     

PP/PC光扩散材料的制备及其抗紫外性能优化

采用实验室自制的密炼机制备了聚丙烯（PP）/聚碳酸酯（PC）共混材料，通过形貌分析、流变测试、拉伸试验、缺口冲击强度测试、光学测试等对复合材料的微观形貌、流变性能、力学性能和光学性能进行了表征，并研究了2-（2’-羟基-5’-甲基苯基）苯并三唑（UV-P）填充PP/PC复合材料的抗紫外性能。结果表明，在透光性和雾度的耦合性能方面，PC相含量存在一个阈值；在抗紫外性能方面，UV-P的添加量存在一个阈值。当PC含量为3%（质量分数，下同）时，所制备的共混物的拉伸强度为30.40 MPa，抗冲击强度在44.85 J/m；在添加0.1份UV-P之后，紫外光区域的平均透过率为1.04%，此时的透光率为83.39%，雾度为93.65%，制备的复合材料具有良好的散射效果，且对紫外光线有强烈的吸收作用。