分散相含量对HDPE/PA6原位成纤增强复合材料性能的影响

采用熔融挤出-微纳叠层共挤制备了HDPE/PA6原位成纤增强复合材料,通过SEM分析了分散相PA6含量对其在基体中的形态及分布的影响;讨论了两种加工方式下分散相PA6含量对复合材料静态力学性能和耐热性能的影响以及加工方式对复合体系力学性能的作用。结果表明:在原位成纤增强复合材料中存在直径为2～5μm的纤维,当HDPE/PA6质量比为85/15时,微纤直径约为3μm,此时,与普通共混体系相比,原位成纤增强复合体系的拉伸强度提高了6.9%,拉伸模量提高了14.8%,冲击强度提高10.03%;随PA6含量的增加,原位成纤增强复合体系维卡软化温度明显提高,PA6质量分数为25%时比普通共混体系提高8.8℃。     

原位微纤增强复合材料的结构与性能

采用熔融挤出——热拉伸——牵引拉伸制备了HDPE/PA6原位成纤增强复合材料,通过SEM分析了分散相PA6含量对其在基体中的形态及分布的影响;讨论了两种加工方式条件下分散相PA6含量对复合材料拉伸性能和冲击韧性的影响以及加工方式对复合体系力学性能的影响。结果表明：在原位成纤增强复合材料中存在直径为2～5 μm的纤维,当HDPE/PA6质量比为85/15时,微纤直径约为3 μm,此时,与普通共混复合材料相比,原位成纤增强复合材料的拉伸强度提高了6.9%,拉伸模量提高了14.8%,冲击强度提高10.03%。     

原位增容PA6/PE-HD共混物的性能研究

在双螺杆挤出机上通过原位增容反应挤出制备了聚酰胺6(PA6)/高密度聚乙烯(PE-HD)共混物。通过力学性能测试、扫描电子显微镜观察和Molau实验,研究了PE-HD含量对PA6/PE-HD共混物的力学性能和体系增容作用的影响。结果表明,PE-HD与马来酸酐(MAH)在挤出共混过程中原位生成了PE-HD-g-MAH,其对PA6/PE-HD共混物有较好的增容作用;PA6/PE-HD共混物的力学性能与界面形态均有较大改善,吸水率有所降低。     

PA 6/EPDM-g-MAH/HDPE三元共混物的形态与力学性能

制备了聚酰胺(PA)6/马来酸酐(MAH)接枝三元乙丙橡胶(EPDM)(EPDM-g-MAH)/高密度聚乙烯(HDPE)三元共混物,采用扫描电子显微镜观察了三元共混物的相形态,研究了注塑过程的二次剪切流动对该三元共混物相形态的影响,以及三元共混物相形态对其力学性能的影响。结果表明:二次剪切流动有利于PA 6/EPDM-g-MAH/HDPE体系向热力学最稳定的壳核结构发生转变。与PA 6/EPDM-g-MAH二元共混物相比,该三元共混物的力学性能得到较大改善,w(EPDM-g-MAH)为15%时,其Izod缺口冲击强度达85.83 kJ/m2,是纯PA 6的9倍,是同等橡胶含量的PA 6/EPDM-g-MAH二元共混物的2倍。     

HDPE/CB/PA6复合材料的导电与力学性能研究

为了改善尼龙6低温与干态存在着冲击强度低、纤维状易于电荷富集的缺陷,制备了高密度聚乙烯(HDPE)/导电炭黑(CB)/尼龙6(PA6)复合材料。首先制备了HDPE/CB共混物作为功能改性剂,再以马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MAH)为增容剂,通过双螺杆挤出机熔融共混制备了HDPE/CB/PA6复合材料。通过扫描电子显微镜(SEM)、万能试验机、高阻计等方法,研究了添加增容剂和HDPE与PA6配比以及导电炭黑粒子含量对复合材料力学性能和导电性能的影响。结果表明,加入5 phr的增容剂POE-g-MAH,明显提高了HDPE与PA6的界面黏附力,复合材料相容性较好;当HDPE与PA6的质量比为35/65时,复合材料的断裂伸长率从纯PA6的88%增加到251%,缺口冲击强度从12.5 kJ/m~2增加到53.7 kJ/m~2;当导电炭黑的含量增加到2.5 phr时,复合材料的室温体积电阻率降低了7~10个数量级,约为10~8Ω·cm。     

HDPE/PA6原位微纤共混物的制备与性能

采用挤出-拉伸工艺制备了高密度聚乙烯(HDPE)/聚酰胺6(PA6)原位微纤共混物,探索了单螺杆挤出机的螺筒温度、螺杆转速、PA6用量及热拉伸比对产物微纤形成、熔体流动速率(MFR)和应力应变性能的影响。结果表明,PA6质量分数在5%～20%,HDPE/PA6在200,230,250,210℃(机头)的挤出机中熔融挤出,螺杆转速20～50r/min,料条经15℃水浴短时间冷却,再在70～75℃的空气中进行热拉伸,可以在HDPE连续相中形成直径5～10μm的PA6微纤。随PA6用量增加,HDPE/PA6原位微纤共混物的MFR急剧降低,拉伸强度显著提高,形成的微纤能够显著增强HDPE。     

相容剂对HDPE/PA6共混体系加工性能和阻隔性能的影响

以高密度聚乙烯接枝马来酸酐(HDPE-g-MAH)为相容剂,制备了高密度聚乙烯/聚酰胺6(HDPE/PA6)共混复合材料,考察了相容剂用量对共混材料加工性能及阻隔性能的影响。结果表明:HDPE-g-MAH作为反应型相容剂,与PA6反应后的生成物提高了PA6与HDPE基体的相容性和分散均匀性,降低了共混物的最大扭矩,促进了HDPE塑化,改善了加工性能;随着相容剂用量的增加,共混物最大扭矩和平衡扭矩均有所提高,说明相容剂用量的增加增强了HDPE与PA6间的相互作用,提高了共混物的黏度,而相间黏结性能的改善,使PA6能以片层结构分散于HDPE树脂中,提高了材料的阻隔性能。共混物对二甲苯的吸收有一饱和值,其阻隔性能具有很好的稳定性。     

共混工艺对PA6/POE-g-MAH/CaCO3三元复合体系力学性能的影响

研究了4种不同共混工艺对PA6/POE-g-MAH/CaCO3三元复合体系韧性的影响。通过不同的加料顺序和挤出次数对PA6、POE-g-MAH、CaCO3进行熔融共混后挤出注塑,并对其进行力学性能测试和SEM观察。研究结果表明:形成"核壳"结构界面的材料的韧性最高。不同制备工艺下,POE-g-MAH/CaCO3先挤出,再与PA6挤出,注塑得到的共混物的冲击强度最高但弹性模量最低;PA6/CaCO3挤出,再与POE-g-MAH挤出,注塑得到的共混物韧性次之,但弹性模量最高;PA6/POE-g-MAH/CaCO3PP一起挤出,注塑得到的共混物韧性再次;PA6与POE-g-MAH挤出,再与CaCO3挤出,注塑得到的共混物韧性最差。     

共混工艺对PP/PA6/纳米SiO2复合材料力学性能的影响

以聚丙烯（PP）作为基体，经表面处理过的纳米二氧化硅（nano-SiO2）和刚性聚合物尼龙6（PA6）作为改性剂，添加5％的接枝POE作增容剂，采用不同的共混工艺制备PP／PA6／纳米SiO2复合材料。研究了熔融共混挤出次数和共混方法对PP／PA6／纳米SiO2复合材料力学性能的影响，借助扫描电子显微镜从断面形貌上分析了影响复合材料力学性能的因素。结果表明：采用二次挤出熔融共混比一次挤出熔融共混制得的复合材料力学性能要好；采用PP与纳米SiO2先熔融共混挤出制得粒料，再用PA6、接枝POE与粒料熔融共混挤出的共混方法制得的复合材料综合力学性能最优。     

POE-g-MAH对HDPE/PA6共混物性能的影响

以乙烯-辛烯接枝马来酸酐(POE-g-MAH)作为相容剂,采用熔融挤出法制备高密度聚乙烯(HDPE)/尼龙6(PA6)共混物。考查了POE-g-MAH用量对共混物形态结构、力学性能、维卡软化点、流变性能的影响。结果表明,POE-g-MAH可提高HDPE/PA6共混物的界面相容性,随着POE-g-MAH用量的增加,共混物的拉伸强度先增加后降低,冲击强度增加,维卡软化点先增加后降低。     

HDPE-g-GMA的制备及增容HDPE/PA6共混物的研究

以甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为接枝单体,苯乙烯(St)为接枝共单体,过氧化二异丙苯(DCP)为引发剂,采用熔融共混法制备了接枝率高达3.63%的高密度聚乙烯(HDPE)接枝GMA(HDPE-g-GMA)。通过红外光谱分析、扫描电子显微镜、差示扫描量热仪、力学性能测试系统研究了HDPE-g-GMA对HDPE/尼龙6(PA6)共混物的增容作用。结果表明:HDPE-g-GMA显著改善了HDPE和PA6之间的相容性,增强了两相间的界面黏结性,使得PA6分散相颗粒尺寸减小,均匀地分散在HDPE基体中;适量HDPE-g-GMA改变了PA6相在HDPE基体中的结晶行为,有效提高了共混物的拉伸强度和断裂伸长率。     

PA6／HDPE／EVA三元共混改性的研究

研究了PA6/HDPE、PA6/HDPE/EVA共混物的密度、热性能和力学性能。PA6/HDPE/EVA三元共混物的力学性能比PA6/HDPE二元共混物有明显提高。对于拉伸强度,EVA的最佳含量在2～4份。冲击强度随EVA含量的增加而提高,EVA的含量小于5份时,对共混物的硬度几乎没有影响。     

相容剂对CF/PA6共混物结构与性能的影响

通过挤出共混法制备了CF/PA6/PP-g-MAH和CF/PA6/SMA复合材料。采用SEM、DSC、DMA及力学性能测试,研究了PP-g-MAH和SMA对CF/PA6(5/95)共混物的微观形态、结晶行为及力学性能的影响。结果表明:2种相容剂对CF/PA6共混物都有明显的增容作用,其中SMA的增容效果较好;共混物的拉伸强度、冲击强度、弯曲性能及储存模量显著提高,玻璃化转变温度向高温区移动;SMA和PP-g-MAH均能促进CF对PA6基体的异相成核作用。     

玻璃纤维增强PA 6/PBT低吸湿共混物的力学性能

以马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MAH)和乙烯-甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物(PTW)为复合相容剂,在平行同向双螺杆挤出机上熔融共混,制备了玻璃纤维增强聚酰胺(PA)6/聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)共混物。考察了复合相容剂对增强共混材料力学性能的影响,并探讨了共混物的吸湿性与力学性能的关系。结果表明:相容剂的复合使用有协同作用;PA 6/PBT共混体系随w(PBT)增加,力学性能下降,w(PBT)增加到32.0%时,拉伸强度、弯曲强度、简支梁缺口冲击强度分别下降25.2%,15.8%,45.3%;并且随w(PBT)增加,共混体系对吸湿的敏感性降低。     

HDPE/PA6/MRP共混物阻燃性能研究

用微胶囊化红磷(MRP)作为阻燃剂,利用双螺杆挤出机制备了阻燃HDPE/MRP共混物,并首次使用点燃氧指数和燃烧氧指数来表征它们的阻燃性能。结果表明:添加少量的PA6可提高HDPE/MRP复合材料的阻燃效果,固定PA6与MRP的添加总量为15%,且在HDPE∶PA6∶MRP=85∶4∶11时,其极限氧指数最大,为22.1%;在固定MRP含量的情况下,随PA6含量的增加,HDPE/PA6/MRP复合材料的阻燃性增强。     

PP/HDPE/弹性体三元共混改性的研究

用双螺杆挤出机制备了聚丙烯(PP)/高密度聚乙烯(HDPE)/弹性体三元共混物,分别探讨了3种弹性体乙烯-辛烯嵌段共聚物(OBC)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)的含量对PP三元共混物力学性能的影响,并通过扫描电子显微镜观察其脆断表面形态。结果表明,OBC、SBS、SEBS和HDPE都对PP起到了一定的协同增韧作用,SEBS对PP的增韧效果最佳;SEM表明三元共混力学性能与相形态密切相关;所制备的PP/HDPE/OBC三元共混物的加工性能较好。     

原位增容对反应挤出制备HDPE/PA6合金的影响

高密度聚乙烯(HDPE)/聚酰胺6(PA 6)合金挤出过程中的原位增容是通过马来酸酐(MAH)接枝HDPE(HDPE-g-MAH)引发己内酰胺(CL)聚合生成PA 6接枝HDPE(HDPE-g-PA 6)来实现的。通过改变HDPE-g-MAH含量,研究HDPE/PA 6合金反应挤出制备过程中,原位增容对合金的单体转化率和性能的影响。通过对合金中接枝物的提取和表征,可以确定在反应挤出过程中原位生成了接枝物HDPE-g-PA 6。通过场发射扫描电子显微镜和流变性能分析可知,随着HDPE-g-MAH含量增加,HDPE/PA 6合金中PA 6的尺寸减小,尺寸分布变窄;增加HDPE-g-MAH含量,原位生成的增容剂HDPE-g-PA 6数量增多,从而增强了界面结合力,改善了合金的相容性。     

马来酸酐接枝物对PE/PA6共混物相容性的影响

采用熔融共混法制备了PP/PA6/POE-g-MAH和PP/PA6/PP-g-MAH共混物。通过扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热(DSC)仪分析和力学性能测试研究了增容剂POE-g-MAH和PP-g-MAH对PP/PA6共混物相容性、形态结构和宏观力学性能的影响。结果表明,在PP/PA6共混体系中分别加入POE-g-MAH和PP-g-MAH不仅能显著改善两相界面的相容性,减小分散相的粒径,而且能使共混物的力学性能显著提高。当增容剂的用量为5份时,PP/PA6共混物有较好的综合力学性能。POE-g-MAH和PP-g-MAH增容PP/PA6共混体系非等温结晶行为的研究表明,POE-g-MAH和PP-g-MAH均能促进PA6对PP基体的异相成核作用。     

铜盐抗氧剂对玻纤增强高温尼龙复合材料性能的影响

采用双螺杆挤出机加工并制备基于聚(对苯二甲酰己二胺/间苯二甲酰己二胺)(PA6T/6I)及聚(对苯二甲酰己二胺/己二酰己二胺)(PA6T/66)的耐老化玻纤增强高温尼龙复合材料,玻璃纤维的质量分数为35%,研究了铜盐抗氧剂对该复合材料的挤出加工、力学及耐老化性能的影响。结果表明,在PA6T/6I体系中,铜盐抗氧剂会导致挤出加工得到海绵发泡状的粒子,而在PA6T/66体系中,铜盐抗氧剂对其加工性能无影响。结合挤出加工参数、相对黏度及毛细管流变曲线,推测在PA6T/6I体系中铜盐抗氧剂使得挤出加工时熔体温度过高而导致体系中高分子发生微交联及降解反应,使粒子呈现海绵发泡状。优化螺杆组合以降低熔体温度是改善添加铜盐抗氧剂的PA6T/6I体系的加工性能的一种有效方法。力学性能及老化数据表明,铜盐抗氧剂引起的海绵状粒子现象对体系的短期力学性能及长期老化性能无明显影响。     

非对称同向双螺杆挤出机加工PP/HDPE/POE共混复合材料的研究

首先分别采用两种不同的同向双螺杆挤出机(新型非对称同向双螺杆挤出机以及传统双螺杆挤出机),制备了聚丙烯/高密度聚乙烯(PP/HDPE)共混复合材料,通过试样力学性能以及微观结构形貌对其加工过程进行了表征。然后采用新型非对称同向双螺杆挤出机进一步制备出了PP/聚烯烃弹性体(POE)、PP/HDPE/POE共混复合材料,分析了HDPE及POE用量对复合材料力学性能的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)观察了共混复合材料的表面微观结构形貌。结果表明:新型非对称同向双螺杆挤出机具备更好的分布、分散混合能力,所加工共混复合材料的分散相颗粒粒径分布更加集中,粒径也更小;HDPE和POE对PP有良好的协同增韧作用,当PP、HDPE、POE的质量比为68:17:15时,PP/HDPE/POE共混体系的综合性能最佳。