苯并三唑/纳米TiO_2改性PPS纤维的制备及性能

为了改善聚苯硫醚(PPS)纤维的光稳定性能,将苯并三唑与纳米二氧化钛(Ti O2)按一定比例复配与PPS切片进行共混熔融纺丝,制得改性PPS纤维,研究了改性PPS纤维的可纺性及其性能。结果表明:苯并三唑/纳米Ti O2复配物的质量分数大于1.5%时,改性PPS纤维的可纺性变差;当复配物质量分数小于等于1.5%时,改性PPS纤维的表观形貌和可纺性满足工业生产要求;随着苯并三唑/纳米Ti O2的添加量增加,改性PPS纤维的断裂强度有所降低,断裂伸长率和热性能变化不大;当苯并三唑质量分数为1.5%,Ti O2为0时,PPS的结晶速率最大,改性PPS纤维的光稳定性能最好,光照前后的色度变化值为14.02。     

纳米TiO_2/PPS共混纤维的结构及耐紫外老化性能

采用共混纺丝法制备了纳米二氧化钛(TiO2)/聚苯硫醚(PPS)共混纤维,借助声速取向仪、差示扫描量热仪、扫描电子显微镜和热重分析仪等研究了纳米TiO2对共混纤维取向、热性能、形貌、热稳定性以及耐紫外老化性能的影响。结果表明:随纳米TiO2含量增加,共混纤维的取向度逐渐下降;少量纳米TiO2的加入对PPS纤维的熔融温度没有影响,但其重结晶温度升高,结晶度大幅提高;少量纳米TiO2的加入有利于改善PPS纤维的耐紫外老化性能,经紫外老化192 h后,含w(TiO2)为1.5%的PPS纤维的断裂强度保留率和断裂伸长保留率分别为66.7%和70.5%,明显高于纯PPS纤维的39.1%和26.6%,且纤维表面裂纹明显减少;w(TiO2)为1%～3%时,纳米TiO2不会影响PPS纤维的热稳定性。     

聚苯硫醚纤维增强增韧改性研究进展

综述了有机材料/聚苯硫醚(PPS)纤维及纳米粒子/PPS纤维的增强增韧改性技术进展;详述了PPS与超支化PPS、聚酰胺66、聚四氟乙烯、聚苯酮硫醚、热致性液晶聚合物的共混情况;采用碳纳米管、纳米TiO2、纳米SiO2与PPS共混,可提高PPS的可纺性及结晶度等;分析了不同改性方法的机理及特点;提出功能材料与PPS共混是PPS增强增韧的有效手段,应提高PPS的力学性能,降低成本,实现工业化生产。     

聚苯硫醚及其纤维的抗氧化改性研究进展

简要介绍了聚苯硫醚(PPS)的氧化机理,详细介绍了国内外PPS树脂及其纤维的抗氧化改性研究进展。分析了目前主要的两种抗氧化改性方法即表面成膜法和直接添加法,通常是将抗氧剂或纳米粒子或抗氧剂/纳米粒子复配物与PPS共混并熔融纺丝得到抗氧化PPS纤维及其制品。指出利用层状纳米粒子改善PPS的抗氧化性能具有广阔的发展前景,将抗氧基团接枝到层状纳米粒子上,利用二者的协同作用进一步改善PPS的抗氧化性将是未来的一个重要研究方向,同时应进一步探究层状纳米粒子对PPS的抗氧化机理以进一步提高PPS及其纤维的抗氧化性能。     

纳米二氧化钛催化光降解聚丙烯纤维的研究

在聚丙烯中加入0．3wt％～1．5wt％的锐钛矿型纳米二氧化钛,通过共混熔融纺丝纺制成纤维。通过分析PP／TiO2共混纤维在人工加速紫外光降解和自然光降解过程中拉伸断裂伸长率和表面形态的变化情况,从而研究了共混纤维中锐钛矿型纳米二氧化钛对聚丙烯纤维光氧化降解性能的影响。结果说明,在实验范围内,无论是在253．9nm的紫外光照射的人工加速光降解还是自然光降解过程中,锐钛矿型纳米TiO2的含量越高,聚丙烯纤维试样的断裂伸长率降低速度就越快;同时,紫外光照射纤维试样192小时之后,由SEM照片发现的纤维表面损伤程度也随着其中TiO2含量的升高而越发严重。这说明,锐钛矿型纳米TiO2对聚丙烯的光氧化降解具有明显的催化作用,可以用作聚丙烯的一种高效光敏剂。而且其含量越高,这种催化作用越强。据此,对聚丙烯纤维的光氧化降解可在一定程度上进行调节,从而得到聚丙烯的可控光降解材料。此外,人工加速紫外光降解和自然光降解所得试样的降解规律基本一致,在一般的光老化降解研究中可以用前者代替后者。     

碳化硼改性聚苯硫醚短纤维的制备及抗氧化性研究

以纤维级聚苯硫醚(PPS)树脂和纳米级碳化硼为原料,采用硅烷偶联剂对纳米级碳化硼进行表面处理,将处理后的碳化硼与PPS共混熔融纺丝制备碳化硼改性PPS短纤维,利用浓硫酸对改性PPS短纤维进行氧化处理,研究纳米碳化硼含量及硅烷偶联剂含量对改性PPS短纤维抗氧化性的影响,并探讨了其抗氧化机理。结果表明：随着碳化硼含量及硅烷偶联剂含量的增加,改性PPS短纤维经浓硫酸处理后的强力保持率均呈现先增后降的变化趋势;在硅烷偶联剂质量分数(相对碳化硼)为0.7%、碳化硼质量分数(相对PPS)为1.2%时,改性PPS短纤维的抗氧化性好,纤维在浓硫酸处理下强力保持率达94.7%,比未改性PPS短纤维经浓硫酸处理后的强力保持率(84.9%)提高11.5%;碳化硼改性PPS短纤维的抗氧化机理主要是碳化硼本身具有良好的抗氧化性,硅烷偶联剂的分散作用和偶联作用也有助于提高PPS短纤维的抗氧化性能。     

聚甲醛的光稳定化研究

采用了二苯甲酮类和苯并三唑类紫外线吸收剂(UVA)、位阻胺类光稳定剂(HALS)以及光屏蔽剂对聚甲醛进行光稳定化改性,对比了改性前后聚甲醛光降解后的物理力学性能及表面层分子量保持率。结果表明,0 5%的UVA可以显著提高POM的耐紫外光性能,苯并三唑类效果优于二苯甲酮类UVA。在酚类抗氧剂存在下,低含量的HALS(<0 25%)对聚甲醛没有光稳定化作用。     

聚苯硫醚纳米纤维的制备及其结构性能研究

以聚苯硫醚(PPS)、聚酰胺6(PA6)为原料,采用共混熔融纺丝法制备出PPS/PA6共混海岛纤维,用甲酸溶解剥离基体相PA6,制得纳米PPS纤维;研究了PPS/PA6共混体系的流变性能以及PPS含量、螺杆转速对共混物及PPS纳米纤维的结构、性能的影响。结果表明:PPS/PA6共混物的纺丝温度为290℃;随着PPS含量增加,共混物中PPS岛相直径增加,分布变宽,PPS质量分数应小于60%;当共混物中PPS质量分数由20%增至55%时,PPS纳米纤维平均直径由104 nm升至150 nm;加工过程中,适当提高螺杆转速有利于PPS纳米纤维直径细化和均匀化,当螺杆转速由20 r/min增至60 r/min时,其平均直径由180 nm降至122nm;PPS与PA6共混后,两种聚合物结晶速率均提高,且得到的PPS纳米纤维结晶度约22%,高于纯PPS纤维的结晶度。     

金红石型TiO2对聚丙烯纤维紫外光降解的影响

分析了聚丙烯(PP)／金红石型二氧化钛(TiO2)共混纤维在人工加速紫外光降解中断裂伸长率、断裂强度、质量损失和表面形态的变化,与PP纤维进行对比,研究了纳米级和微米级金红石型TiO2对共混纤维光降解的影响。结果表明,在紫外光照射下,共混纤维中金红石型TiO2的含量越高,PP纤维断裂伸长率、断裂强度的降低和质量损失速率就越快;同时由扫描电镜照片发现,经紫外光照射120 h后,纤维表面损伤程度也随着TiO2添加量的增多而加深。纳米级和微米级金红石型TiO2都对PP的光氧化降解具有一定的催化作用,而且其含量越高,催化作用越强,但纳米级TiO2的催化作用比微米级TiO2大。     

聚苯硫醚改性研究的进展

聚苯硫醚(PPS)是一种具有耐腐蚀、耐高温、尺寸稳定性高、阻燃性能好的特种工程塑料。介绍了PPS的物理改性,包括PPS的增强增韧、共混合金及其抗氧化等。PPS的增强改性包括使用纤维及其他纳米结构材料增强;增韧改性包括添加弹性体及刚性粒子增韧;PPS共混合金包括与通用工程塑料及与特种工程塑料共混;PPS的抗氧化改性主要是通过添加抗氧剂实现的。     

Thermal and mechanical properties of nano-titanium dioxide-doped polyvinyl alcohol

Organic polymers exhibit poor thermal stability and inferior mechanical properties. Significant improvement in mechanical and thermal properties of polymers can be achieved by homogeneous distribution of inorganic materials preferably in nano size. In this study, these properties of polyvinyl alcohol were found to improve by addition of nano-titanium dioxide. Microwave irradiation method was used to prepare nano-titanium dioxide and doped in polyvinyl alcohol matrix to formulate the composite film. The spectral and morphological characterizations of the composites were carried out by the conventional techniques. Various mechanical properties were determined by Tinus Oisen universal testing machine. Thermal gravimetric analysis and differential scanning calorimetry were used for studying the thermal properties of the composites. Shift in decomposition temperature of polyvinyl alcohol indicated the enhanced thermal stability of polyvinyl alcohol. The composite also exhibited significant improvement in all the mechanical properties.     

Thermal aging performance of glass fiber/polyphenylene sulfide composites in high temperature

In order to use the glass fiber reinforced polyphenylene sulfide composites (GF/PPS) in high temperature environments, thermal aging performance of two kinds of commercial grade PPS composites, reinforced by 40% glass fiber, PPS-G40 HM and 1140L4, in thermal aging temperature of 250°C was compared by tensile strength, oxidized layer, color, crystallization and melting behavior. The results showed that tensile strength of GF/PPS composites is significantly decreased with increasing of aging time below 200 h and the tensile strength of aged PPS-G40 HM is higher than that of aged 1140L4. The thickness of dark color area is increased with increasing of aging time. The thickness of oxidized layer of 1140L4 is thinner than that of PPS-G40 HM. However, the color of oxidized layer of PPS-G40 HM is lighter than that of 1140L4. The recrystallization in thermal aging results in the formation of crystal with higher melting point and increased melting temperature of GF/PPS composites. It is found that addition of epoxy resin can increase the initial mechanical property and improve the thermal aging performance of GF/PPS composites. A novel modified GF/PPS composite with higher thermal aging properties was obtained.     

海藻酸钙/纳米TiO_2共混纤维的制备与表征

将含固体质量分数为5%的海藻酸钠纺丝原液与纳米二氧化钛(TiO2)水分散液均匀混合,制得海藻酸钠/纳米TiO2混合纺丝原液,采用湿法纺丝,通过氯化钙凝固浴,经拉伸、水洗,制备了海藻酸钙/纳米TiO2共混纤维,研究了纳米TiO2含量对共混纤维结构及性能的影响。结果表明:纳米TiO2的加入,提高了共混纤维的力学性能;加入质量分数为0.5%的纳米TiO2,海藻酸钙大分子链上的红外特征吸收峰峰形明显变宽,共混纤维的力学性能最佳,断裂强度为2.93 cN/dtex,断裂伸长率为7.34%,优于海藻酸钙纤维;添加纳米TiO2质量分数为3%时,纳米TiO2在共混纤维中仍能较好的分散,且纤维表面光滑。加入纳米TiO2后,共混纤维的热稳定性提高。     

炭黑改性聚苯硫醚纤维性能研究

在聚苯硫醚(PPS)树脂中加入少量的炭黑制成切片,采用熔融纺丝法制得改性PPS纤维。研究了炭黑的加入量对改性PPS纤维的取向、结晶和热性能的影响,以及改性PPS纤维经紫外光老化前后力学性能的变化。结果表明:加入炭黑可使PPS纤维取向度降低,结晶度提高;炭黑质量分数为1.5%的改性PPS纤维耐热性较好;经紫外光照射192 h后,与纯PPS纤维相比,其断裂强度保留率提高了30.3%,断裂伸长保留率提高了41.4%,抗紫外光老化性能得到了改善。     

Thermal and rheological properties of poly(phenylene sulfide) and poly(ether etherketone) resins and composites

Poly(phenylene sulfide) (PPS) and poly(ether etherketone) (PEEK) are high performance engineering thermoplastics with a unique combination of excellent environmental, mechanical, and thermal properties. Research on the thermal and rheological properties of PPS and PEEK resins and carbon fiber reinforced prepregs are described. Experimental studies of the dynamic viscoelasticity and thermal properties of these materials are summarized. The effects of processing cycles and environment on the thermal and rheological properties are discussed. The effects of the processing environment and the addition of carbon fiber on the thermal stability are reported. Crosslinking of poly(phenylene sulfide) in air, enhancing thermal stability, is also investigated.     

纳米CaCO_3/POM复合纤维的制备

将纳米CaCO3和聚甲醛(POM)按一定的质量比放在超高速混合机中混合,借助混合机叶片高速旋转时产生的热量和外加热的热量,使得POM颗粒软化,再将纳米CaCO3均匀地粘附在其表面上,从而制得聚甲醛复合材料。采用熔融纺丝法制备初生纤维,再通过热空气浴热拉伸得到最终的纤维。最后,通过XRD测试纤维的结晶情况,通过扫描电镜(SEM)测试纤维的表面形态和断面形态以了解纳米CaCO3在聚甲醛基体中的共混情况,通过TG测试纤维的热稳定性和通过纤维工程力学仪器测试单根纤维的力学性能。结果表明:改性和拉伸后纤维的结晶度上升,而晶粒尺寸变小;纤维的表面变得粗糙,低含量的纳米碳酸钙在POM中的分散效果良好;改性后纤维的热稳定性得到明显地提高;纤维的强度和韧性也有较好的改善。     

聚苯硫醚/氧化锌晶须复合材料的研究

研究了制备聚苯硫醚/氧化锌晶须复合材料的方法，探讨了经表面处理后的氧化锌晶须与聚苯硫醚在熔融剪切状态下的共混工艺条件，并对复合材料的力学性能和电学性能及微观结构进行了表征。结果表明，氧化锌晶须含量、偶联剂的选择及复合材料制备工艺对复合材料的性能有较大影响；由导电型氧化锌晶须制得的聚苯硫醚/氧化锌晶须复合材料可用作高性能抗静电材料。     

超支化聚苯硫醚/聚苯硫醚共混纤维非等温结晶动力学及热性能研究

使用DSC方法研究了聚苯硫醚(PPS)以及超支化聚苯硫醚/聚苯硫醚共混纤维的非等温结晶动力学,分析了结晶峰值温度等参数,并用Ozawa方程和莫志深方程描述了非等温动力学。结果表明:超支化聚苯硫醚/聚苯硫醚共混纤维的非等温结晶动力学过程能够使用莫志深方程来描述。在共混过程中,少量的超支化聚苯硫醚在线型聚苯硫醚基体材料中能够起到成核剂的作用,提高结晶速率和结晶温度,减少结晶诱导期和半结晶时间。因此,超支化聚苯硫醚/聚苯硫醚共混纤维的结晶速率要快于纯聚苯硫醚纤维的结晶速率。热失重分析表明:超支化聚苯硫醚/聚苯硫醚共混纤维具有与纯聚苯硫醚纤维相同或更优良的热稳定性,添加超支化聚苯硫醚不会降低成品纤维的热稳定性。     

Study on mechanical properties of powder impregnated glass fiber reinforced poly(phenylene sulphide) by injection molding at various temperatures

The prepreg of continuous glass fiber reinforced poly(phenylene sulphide) (PPS) was prepared using the powder impregnation technique and cut into the pellets, in which the length of glass fibers was the same as the pellets. After injection molding, the mechanical properties were tested and the effects of the pellet length, fiber content, and thermal treatment on the mechanical properties at different temperatures were studied. It is found that the tensile strength and flexural strength of 6‐mm pellet sample are slightly higher than that of 3‐ and 12‐mm pellet samples. The tensile strength, flexural strength, and modulus decrease significantly with increasing the temperature. The notched Izod impact strength at 85ºC is higher than both at 25ºC and 205ºC. At 205ºC, the glass fiber reinforced PPS composites can still keep better mechanical properties. When the fiber content ranges from 0 to 50%, the mechanical properties increase with increasing the fiber contents at different temperatures, except the notched Izod impact strength do not further increase at 145 and 205ºC with raising the fiber content from 40 to 50%. Thermal treatment could improve the mechanical properties of the composites at higher serving temperature. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2010