有机改性蒙脱土／木粉／PVC复合材料的阻燃性研究

将有机改性蒙脱土（OMMT）加入PVC木塑体系，制备了有机蒙脱土／木粉／聚氯乙烯（OMMT／WF／PVC）纳米复合材料。采用锥形扫描量热测试法研究了OMMT用量对WF／PVC复合材料阻燃性能的影响。结果表明，添加OMMT可明显降低木塑的初始热失重率，但使快速热分解的开始时间提前，大大提高样品的燃烧残余率，显著延迟木塑的点燃时间和燃烧热峰值产生时间，OMMT起到了有效的阻燃作用。OMMT的加入还降低了总燃烧热，但燃烧热峰值有所增加，并使发烟量有所增加，CO和CO2产率也随之提高，增加了木塑燃烧的烟气危害性。     

改性蒙脱土增强PVC木塑复合材料的研究

采用钛酸酯偶联剂改性木粉（TTWF）制备了PVC／TTWF木塑复合材料，PVC/TTWF体系中进一步加入适量改性插层蒙脱土（OMMT），通过熔融共混挤出制备了PVC／TTWF／OMMT纳米复合材料，并采用傅里叶变换红外光谱仪、X射线光电子能谱仪、X射线衍射仪、透射电子显微镜、场发射扫描电镜等手段进行了表征和分析。结果表明，TTMF改善了PVC木塑复合材料的力学性能，当钛酸酯偶联剂含量为1．5％（质量分数，下同）时，复合材料拉伸强度和弯曲强度分别提高了10．5％和6．0％；在此基础上适量加入OMMT（0．5％）进一步改善了复合材料的力学性能，其中拉伸强度、冲击强度和弯曲强度分别提高了10．2％、2．3％和16．5％。     

PA6／OMMT／SiO2纳米复合材料的制备及力学性能研究

以天然蒙脱土为原料，11-氨基酸作为有机插层剂与蒙脱土层间的阳离子进行交换制备OMMT，用原位聚合法制备PA6／OMMT／SiO2纳米复合材料，用X射线衍射仪、FT-IR光谱仪、差示扫描量热仪等对OMMT、纳米复合材料的结构及力学性能进行表征。结果发现，添加3％（质量含量，下同）OMMT的PA6／OMMT复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量较纯PA6分别提高了19％、13．8％、14％；而纳米SiO2的加入使纳米复合材料的拉伸和弯曲强度、刚性和韧性得到提高的同时，明显改善了蒙脱土使纳米复合材料缺口冲击强度下降的趋势，当纳米SiO2含量为1％时，缺口冲击强度提高了近33．5％。     

有机蒙脱土增强聚氯乙烯手套材料的制备与表征

通过在乳液聚氯乙烯（PVC）中添加有机蒙脱土（OMMT）来研究OMMT对其各项性能的影响。结果表明：OMMT对乳液PVC／邻苯二甲酸二辛酯（DOP）／OMMT纳米复合材料的力学性能有一定的改善效果;对复合材料的抗增塑剂迁移效果明显;在耐酸和耐碱试验中,未添加OMMT的复合材料的拉伸强度和撕裂强度分别降低了7．3％、5．i％和5．5％、13．3％,而添加3份OMMT后,仅仅降低了2．5％、2．6％和1．5％、4．2％,效果显著。     

OMMT/WF/PVC的耐热性能研究

添加插层蒙脱土(OMMT),制备了有机蒙脱土/木粉/聚氯乙烯(OMMT/WF/PVC)纳米复合材料,对OMMT/WF/PVC的耐热性能进行了测试和分析。空气和氮气两种氛围下的TG测试结果表明,加入OMMT后,一方面使木塑热分解温度降低了约11~25℃,随着OMMT含量提高,样品的热分解温度降低越多,热稳定性下降。同时使木塑复合材料初期降解速度降低,热失重速率变得缓慢;另一方面使总失重百分比增加约7%,而且在高于500℃时,OMMT对WF/PVC降解的促进作用更为明显,失重速率提高近1倍。这说明OMMT中烷基胺易于热降解,并促进了WF/PVC的热氧化降解。当OMMT质量含量少于1.5%时,木塑复合材料的维卡软化温度随OMMT加入而提高,OMMT加量继续增加时,维卡软化温度下降。     

原位插层聚合PA6／OMMT的性能

以自行合成的NJ-I型插层剂对蒙托土进行改性，并以X射线衍射、傅立叶变换红外光谱及热重分析表征了改性蒙脱土（OMMT）的性能。采用单体熔体插层-原位本体聚合的方法，制备了PA6／OMMT纳米复合材料，测定了该材料的热稳定性能及力学性能。结果表明，含1.2％OMMT的PA6／OMMT纳米复合材料的拉伸强度、弯曲强度及弯曲弹性模量较PA6分别提高14％、16．2％及38.1％，断裂伸长率及冲击强度则分别下降37．7％及4.5％。     

PVC／蒙脱土复合材料的制备与结构研究

采用钠基蒙脱土及经有机化处理后的蒙脱土分别通过纳米粒子直接填充分散法和熔融插层法与PVC混合制备PVC/蒙脱土纳米复合材料。对有机蒙脱土的结构进行了表征；对上述两类纳米复合材料的结构及力学性能进行了研究。此外，考察了采用硅烷偶联剂KH570处理钠基蒙脱土后与PVC熔融混合制备的纳米复合材料的力学性能。结果表明，经硅烷偶联剂处理后，纳米复合材料的拉伸强度和冲击强度均有明显的提高。     

增韧聚氯乙烯／蒙脱土复合材料的结构与性能

选用一种甲基丙烯酸甲酯—丙烯腈—丁二烯—苯乙烯四元共聚物(BLENDEX^E 338，简称B1endex)对聚氯乙烯/有机蒙脱土(PVC／OMMT)复合材料进行增韧改性。广角X射线衍射和透射电子显微镜研究表明，PVC／B1endex／OMMT为插层型结构，B1endex不仅不影响PVC对OMMT粒子的插层作用，而且Blendex本身也能够对OMMT进行熔融插层。Blendex显著提高了PVC材料的缺口冲击强度和断裂伸长率，OMMT和Blendex能够协同改善PVC复合材料的冲击性能。     

聚丙烯／三元乙丙橡胶／改性蒙脱土纳米复合材料的制备和性能

用马来酸酐和苯乙烯改性蒙脱土得到改性蒙脱土（SMA-MMT），然后用熔融共混法制备了聚丙烯（PP）／三元乙丙橡胶（EPDM）／改性蒙脱土纳米复合材料，且加入接枝物PP-g-MAH-St作为相容剂。X射线衍射分析显示SMA-MMT的层间距达到3．98nm。透射电镜分析表明聚合物分子链已经插入蒙脱土片层中。接枝物含量为15％（质量分数，下同）时，复合材料的力学性能达到最好，拉伸强度和冲击强度分别为32．4MPa和79．5J／m。差示扫描量热分析结果表明，PP-g-MAH-St和SMA-MMT的加入可以改善PP的结晶性能，当PP-g-MAH-St和SMA-MMT含量分别为15％和2％时，复合材料中PP的结晶温度为120℃。     

原位插层聚合PA6／OMMT的性能

以自行合成的NJ-l型插层剂对蒙托土进行改性，并以X射线衍射、傅立叶变换红外光谱及热重分析表征了改性蒙脱土（OMMT）的性能。采用单体熔体插层-原位本体聚合的方法，制备了PA6／OMMT纳米复合材料，测定了该材料的热稳定性能及力学性能。结果表明，含1．2％OMMT的PAG／OMMT纳米复合材料的拉伸强度、弯曲强度及弯曲弹性模量较PA6分别提高14％、16．2％及38．1％，断裂伸长率及冲击强度则分别。下降37．7％及4．5％。     

硅烷偶联剂对HDPE/木粉复合材料性能的影响

使用经硅烷偶联剂HP-172和HP-174改性的木粉制备了HDPE/木粉复合材料,研究了偶联剂用量对其性能的影响。实验结果表明:当使用1.5%的HP-172处理木粉后,可使复合材料的各项力学性能提高30%以上;HP-174的用量为1%~1.5%也得到了较好的改性效果。通过FIR和SEM分析发现,硅烷偶联剂可与木粉表面发生化学反应,从而提高了HDPE与木粉的界面粘合强度,使复合材料的力学性能得以提高     

PBAT/木粉复合材料的制备

以木粉和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)为原料,添加硅烷偶联剂,混合均匀后,在开炼机中混炼一定时间制备PBAT/木粉复合材料,从偶联剂种类及其用量、加工温度、加工时间4个方面探讨了制备PBAT/木粉复合材料的最佳工艺条件。研究结果表明,加入的硅烷偶联剂KH–560用量为木粉和PBAT总质量的2%,与木粉和PBAT在130℃下混炼10 min,制备出的PBAT/木粉复合材料的相容性较好,且复合材料的拉伸性能达到最优,拉伸强度和断裂伸长率分别达到12.42 MPa和56.58%。SEM分析表明,添加KH–560后,PBAT/木粉的相容性得到了明显改善,耐水性更好,吸水率从13.04%下降到10.39%,制备出的PBAT/木粉复合材料的耐热性能较原料木粉也得到了较大的提高,在395℃时仅分解40%。     

Effects of vinyltrimethoxy silane on thermal properties and dynamic mechanical properties of polypropylene–wood flour composites

The viability of vinyltrimethoxy silane was investigated as a coupling agent for the manufacture of wood–plastic composites (WPC). The effect of silane pretreatment of the wood flour on the thermal and the dynamic mechanical properties and thermal degradation properties of the composites were studied. Moreover, the effect of organosilane on the properties of composites was compared with the effect of maleated polypropylene (MAPP). DSC studies indicated that the wood flour acts as a PP-nucleating agent, increasing the PP crystallization rate. In general, pretreatment with small amounts of silane improved this behavior in all the WPCs studied. Thermal degradation studies of the WPCs indicated that the presence of wood flour delayed degradation of the PP. Silane pretreatment of the wood flour augmented this effect, though without significantly affecting cellulose degradation. Studies of dynamic mechanical properties revealed that the wood flour (at up to 30 wt %) increased storage modulus values with respect to those of pure PP; in WPCs with a higher wood flour amount, there was no additional increase in storage modulus. Pretreatment of the wood flour with silane basically had no effect on the dynamic mechanical properties of the WPC. These results show that with small amounts of vinyltrimethoxy silane similar properties to the MAPP are reached. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2008     

影响聚丙烯基木塑复合材料力学性能因素

研究了偶联剂、相容剂、木粉用量和木质填料种类对以聚丙烯（PP）为基体树脂制备小塑复合材料力学性能的影响。结果表明，以硅烷偶联剂处理木粉或直接加入相容剂均使复合材料力学性能得到提高；木粉用量的提高使复合材料冲击强度下降，弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度则大幅提高；在分别以粒径为0．14mm木粉和0．22mm木粉、竹粉、花生壳粉、稻壳粉制备复合材料，以粒径为0．14mm木粉与PP制备的复合材料力学性能最好。     

木粉/聚丙烯复合材料力学性能及结晶行为研究

研究了木粉/聚丙烯复合材料的力学性能,结晶行为和微观结构.在木粉含量很高的情况下材料保持很好的拉伸强度,而材料的韧性随着木粉含量的增加下降很大.增容剂MA-PP的加入对材料的拉伸强度很很大的提高,而对冲击强度的影响不大.木粉/PP复合材料的结晶温度随着木粉含量的增加而增大,表明木粉对PP有异相成核的作用.复合材料电镜照片显示木粉在树脂中即使在较高含量下也分散均匀,马来酸改性聚丙烯(MA-PP)的加入提高木粉与树脂基体的界面结合.     

木粉的碱化处理对木塑复合材料性能的影响

采用木粉填充高密度聚乙烯（HDPE）制备复合材料。为增强亲水性的木粉和憎水性的HDPE基质之间的化学亲和力,对木粉碱化处理。研究了相容剂用量和木粉的碱化处理对复合材料力学性能的影响。结果显示,马来酸酐接枝HDPE可明显提高复合材料的力学性能．表现出很好的增容效果：与用未碱化处理的木粉填充的复合材料相比,木粉的碱化处理使复合材料的弯曲强度和弯曲模量分别下降20．4％和36．2％：在不使用相容剂的情况下,木粉的碱化处理也会使复合材料的拉伸强度下降．但在使用适量相容剂后．则可使复合材料的拉伸强度从未处理时的30．3MPa提高到36．5MPa,与纯HDPE相比,拉伸强度提高了44.8％。     

甲基化木粉与PE-g-MAH对木粉/HDPE复合材料力学性能的协同作用研究

主要研究了木粉表面甲基化改性和增容剂马来酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)对木粉/高密度聚乙烯(HDPE)复合材料力学性能的协同作用。木粉经表面甲基化处理后,与10%PE-g-MAH协同使用,甲基化木粉/PE-g-MAH/HDPE复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度均明显高于未改性木粉/PE-g-MAH/HDPE复合材料,其原因在于在PE-g-MAH的作用下,甲基化木粉在聚合物基体中分布更加均匀,两者的界面作用力更高,即甲基化木粉和PE-g-MAH对提升木粉/HDPE复合材料的力学性能具有良好的协同作用。     

PP-g-MAH增容改性木粉/PP复合材料的性能研究

以马来酸酐接枝聚丙烯 (PP-g-MAH) 为相容剂,聚丙烯 (PP) 为基体,通过熔融共混法制备了木粉/PP复合材料。研究了 PP-g-MAH 用量对复合材料力学性能及吸水性能的影响; 采用扫描电镜 (SEM) 观察了复合体系的冲击断面形貌。结果表明: 当 PP-g-MAH 的质量分数为 4%时,可以提高添加 35 份木粉复合材料体系的拉伸强度及弯曲强度,比未添加相容剂的分别提高了 49.4%和 16%,而缺口冲击强度仅下降了 9%。SEM 观察证实: PP-g-MAH 的加入有利于提高木粉与 PP 基体的界面相互作用。从吸水率来看,木粉/PP 复合材料的吸水率保持在 0.22% 以下,远低于纯木材。     

用废木粉增强聚乙烯的研究

本研究采用废木粉为填料增强改性高密度聚乙烯。评价了马来酸酐接枝高密度聚乙烯（MAH-g-HDPE）对聚乙烯基木塑复合材料的增客效果，研究了木粉含量对复合材料力学性能和其它性能的影响，详细阐述了木粉的增强作用机理。研究结果表明：MAH-g-HDPE可显著增进憎水性基质和亲水性木粉之间的界面相互作用，明显改进复合材料的力学性能；在使用适当相客剂的情况下，木粉可明显提高聚乙烯的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量，具有良好的增强效果；当木粉含量为60％时，复合材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量分别高达38MPa、54MPa和3500MPa，若与纯基质相比，分别提高了43．4％、176％和283％。这些实验结果表明，木粉对聚乙烯具有明显的增强效果。     

聚丙烯/木粉复合材料的制备及其力学性能的研究

以聚丙烯为基体,木粉为填料,采用机械共混、二次挤出共混和注塑成型方法制备不同木粉含量的PP/木粉复合材料,并且测定了PP/木粉复合材料的力学性能。实验结果表明:随着木粉用量的增加,复合材料拉伸强度逐渐增大;木粉用量为60%时,复合材料拉伸强度达到最大值36.04 MPa;木粉用量为80%时,复合材料拉伸强度降低到34.60 MPa。木粉的含量由20%增加到80%,复合材料弹性模量由579.12 MPa增加到869.80MPa,断裂伸长率从18.92%降低到7.39%,冲击强度由9.33 kJ/m2降低到7.76 kJ/m2。这是因为PP/木粉复合材料体系中随着木粉含量的增加,木粉起到了应力集中的作用,使材料变脆,冲击强度降低。