PVC/PE基木塑复合材料性能研究

以氯化聚乙烯(CPE)、马来酸酐接枝聚乙烯(MAPE)、聚丙烯酸酯(ACR)为改性剂,采用二辊开炼机制备PVC/PE共混体系及其木塑复合材料(WPC),并采用热压成型的方法制备材料试样.考察了改性剂和木粉对PVC/PE及其WPC力学性能、加工性能及动态热机械性能的影响.结果显示:CPE能够显著提高PVC/PE共混体系的机械性能,使材料加工性能下降,储能模量降低;MAPE则能使PVC木塑复合材料力学性能大幅提高;ACR则能够提高材料的加工性能,使材料储能模量增大;木粉的加入使复合材料加工性能大幅下降,材料储能模量提高,损耗因子下降.     

增强相对热塑性聚酰亚胺复合材料性能的影响

采用热模压成型的方法,在热塑性聚酰亚胺(TPI)中添加玻璃微珠(GB)、玻璃纤维粉(GFP)和短切玻璃纤维(SGF)进行复合增强,研究了3种不同形态填充材料及其含量对复合材料力学、摩擦磨损及热性能的影响。结果表明,随着填充物填充量的增加,所制得复合材料的刚性明显提高;并且填充物长径比越大,其作用效果越明显,由此制得的复合材料同时具有较低的体积磨损率及线膨胀系数。采用SGF增强复合材料的力学强度也随其填充量的增加显著增大,而采用GB及GFP填充的材料则呈下降趋势。采用SEM观察了复合材料断裂面的结构形貌,初步分析了其增强机理。     

LDPE基木塑复合材料制备工艺及性能研究

以马来酸酐(MAH)和(或)过氧化二异丙苯(DCP)复合处理木粉(Wood)或预先将MAH和DCP与低密度聚乙烯( LDPE)进行熔融接枝反应,采用挤出混炼和注射成型的方法制备了LDPE基木塑复合材料.考察了MAH、DCP含量及制备工艺等对复合材料加工性能、力学性能及动态热机械性能的影响;并借助扫描电子显微镜分析了其作用机理.结果显示:与先制备的MAH-g-PE相比,直接用MAH和DCP复合处理木粉所制备木粉/LDPE复合材料(木粉质量分数40％)具有更优的力学性能,其冲击强度提高了40％左右,而且加工平衡扭矩仅为前者的1/3;SEM分析表明:前者中木粉存在明显的团聚现象;此外,MAH和DCP均有相对最佳用量,分别为木粉的0.5％和LDPE的0.3％ ～0.5％.     

玻璃微珠改性热塑性聚酰亚胺研究

采用玻璃微珠改性热塑性聚酰亚胺（PI—T）,考察了玻璃微珠粒径和用量对PI—T力学性能的影响,并用热机械分析仪（TMA）测定了改性PI—T的线胀系数。结果表明,改性PI—T的弯曲和拉伸弹性模量显著提高;线胀系数随玻璃微珠质量分数的增加呈降低趋势;玻璃微珠和PI—T基体的结合较差;改性PI—T的拉伸强度和冲击强度都有不同程度的降低;小粒径（5μm）较大粒径（20μm）玻璃微珠改性PI—T的冲击强度降低缓慢。     

CaCO3粒子对PVC／CPE／CaCO3复合材料力学性能的影响

采用SEM及材料力学性能试验方法，研究了表面处理剂品种、CaCO3颗粒直径对PVC／CPE／CaCO3复合材料力学性能的影响。结果表明：采用平均粒径为1．36μm并经烷氧焦磷酰氧基钛酸异丙酯(NDZ)和端噁唑啉聚醚(ON337)复合偶联剂处理的CaCO3改性PVC／CPE(100／10)复合材料，可使复合材料的缺口冲击强度明显提高，并在CaCO3含量为10份时达到极大值；此条件下被改性材料的Charpy缺口冲击强度提高75％以上，达到46．3kJ／m^2，而其拉伸强度和弯曲强度变化不明显。当CaCO3颗粒尺寸较大时，即使采用NDZ ON337复合偶联助剂处理，此种CaCO3颗粒对PVC／CPE复合材料也不具备明显增韧作用。     

偶联剂处理玻璃纤维改性聚酰亚胺摩擦磨损性能研究

采用不同硅烷偶联剂对玻璃纤维(GF)进行表面处理,制备了热塑性聚酰亚胺(TPI)复合材料,考察了纤维含量及粒径对复合材料摩擦学性能的影响,并利用SEM分析了磨损机理.研究表明:经表面处理的GF填充TPI复合材料的力学性能和摩擦磨损性能均有提高,以KH-550处理效果最好;随着GF含量的增大,KH550处理的TPI复合材料的磨损率逐渐增大,摩擦系数比纯TPI略有增大;复合材料的磨损率与摩擦系数随纤维粒径的减小而降低;SEM显示处理后的GF与基体之间形成了良好的界面,复合材料的磨损以粘着磨损与磨粒磨损为主.     

复合处理碳纤维增强聚酰亚胺复合材料力学性能

采用浓硝酸氧化和聚酰亚胺(PI)包覆复合方法对短切碳纤维(CF)进行表面改性,提高CF增强热塑性聚酰亚胺复合材料(CF/TPI)力学性能。采用比表面积及孔容分析、原子力显微镜、扫描电子显微镜、热重分析仪研究了CF表面处理前后结构和形貌的变化。结果表明：CF经浓HNO₃处理后比表面积增加144.2%,CF表面沟壑加深;复合处理后有PI层包覆在 CF表面;包覆处理后CF耐热性能提高。力学性能测试表明,经过包覆处理后CF/TPI复合材料的拉伸强度比未处理的提高11.34%,弹性模量提高109.2%,弯曲强度提高18.78%,冲击强度提高74.15%。     

石墨和炭纤维分别改性热塑性聚酰亚胺 复合材料的导热行为

采用石墨、 炭纤维填充改善热塑性聚酰亚胺(TPI)材料的导热性能, 研究了填料物性对材料力学性能和导热行为的影响。在此基础上, 用Nielsen理论模型和有限元方法模拟了复合材料的导热行为, 进一步探讨了填料形状对材料导热系数的影响。研究表明: 炭纤维、 石墨填充TPI均能提高复合材料的导热性能; 用Nielsen理论模型预测石墨、 炭纤维填充TPI材料导热系数与实验值存在一定偏差; 采用有限元法模拟二维复合材料稳态导热行为, 能有效地预测复合材料的导热系数。基于材料内部热流分布模拟分析发现, 填料自身导热性能对复合材料导热行为的影响不明显; 与圆形填料相比, 方形填料改善材料导热性能效果显著。      

界面改性对HDPE木塑复合材料性能的影响

采用二辊开炼和压制成型的方法,以马来酸酐接枝聚乙烯(MAPE)、马来酸酐(MAH)和(或)过氧化二异丙苯(DCP)处理木粉制备高密度聚乙烯(HDPE)基木塑复合材料(WPC),考察了几种方法对复合材料力学性能、动态热机械性能及加工性能的影响,并借助扫描电子显微镜( SEM)对复合材料界面进行了形貌分析.结果表明:MAH和DCP共同改性HDPE基WPC,在改善复合材料界面相容性的同时也提高了基体强度,材料综合性能最佳.     

成型工艺对碳纤维增强热塑性聚酰亚胺复合材料性能的影响

采用双螺杆挤出共混的方法,制备了热塑性聚酰亚胺(TPI)/碳纤维(CF)复合材料,考察了注射和热模压两种成型工艺对 TPI/CF 复合材料力学性能、应力-应变曲线、线性膨胀系数以及摩擦磨损性能的影响。结果表明,注射成型试样的各项力学性能均比模压成型的高,达到1.5～2.0倍;相比模压成型,注射成型试样具有较高的断裂强度和断裂伸长率,其应力-应变曲线斜率也较大;由于纤维在注射流动方向上高度取向,注射成型试样具有最佳的高温尺寸稳定性;注射成型试样的摩擦系数和磨损率为模压成型的1.7倍和1.5倍;扫描电镜分析表明,纤维在注射流动方向上高度取向,模压成型试样呈现黏着磨损,注射成型试样以磨粒磨损为主。