超细CaCO3/SBS复合材料的制备及性能研究

利用硅烷偶联剂对超细CaCO3进行表面改性,通过直接共混的方法制备了超细CaCO3/SBS复合材料。研究了复合材料的拉伸性能、硬度、耐热性的变化,并采用扫描电镜分析了复合材料拉伸断面的微观结构变化。结果表明,表面处理后超细CaCO3在SBS体系中能形成网状结构,材料的拉伸性能、硬度及耐热性能提高。当Ca-CO3含量为10%时能获得拉伸强度、断裂伸长率及耐热性能优异的复合材料。     

超细CaCO3填充SBS的性能研究

采用双辊开炼机和平板高压制样的方法制备了超细CaCO2/SBS复合材料,采用SEM、DSC和TG对复合材料的断面形貌和热性能进行了分析,同时,对复合材料的力学性能进行了考察.结果表明,表面处理的超细CaCO3在SBS体系中与弹性体充分结合,断面产生了大量的网状结构,进一步提高了材料的拉伸强度、断裂伸长率和热稳定性,硬度增加幅度较小.     

纳米CaCO3改性聚氨酯复合材料的制备及性能研究

以纳米CaCO₃为增强材料,通过预聚体法制备了不同纳米CaCO₃掺杂的聚氨酯复合材料,研究了纳米CaCO₃改性聚氨酯复合材料的力学性能、微观形貌、磨损性能和热稳定性能。结果表明,纳米CaCO₃的掺杂没有改变聚氨酯的结构,但改善了复合材料的微观形貌和整体的均匀性,提升了复合材料的力学性能、磨损性能和热稳定性。随着纳米CaCO₃掺杂量的增加,改性聚氨酯复合材料的拉伸强度、断裂延伸率和残余量先升高后降低,磨损量先降低后升高。当纳米CaCO₃的掺杂量为3%(质量分数)时,复合材料的拉伸强度、断裂延伸率和残余量达到了最大值,分别为33.7 MPa、510.2%和4.4%,磨损量最低为50.1 mg。综合分析可知,纳米CaCO₃的最佳掺杂量为3%(质量分数)。     

SBS及SBS-MAH改性PS/纳米CaCO3复合材料的研究

将嵌段热塑性弹性体SBS与PS及纳米C aCO3熔融复合以增韧PS及PS/纳米C aCO3复合材料。结果显示:在含5 phr纳米C aCO3的PS/纳米C aCO3复合材料中加入不同比例的SBS后,随SBS含量增加,复合材料的缺口冲击强度及无缺口冲击强度均增加,复合材料的缺口敏感性及拉伸强度下降,断裂伸长率则成倍增加,材料在达到挠度3.2 mm时不发生弯曲断裂现象,显示出SBS对PS良好的增韧效果。M AH对SBS的接枝改性有助于进一步提高PS/SBS/纳米C aCO3复合材料的拉伸强度及弯曲强度。电镜照片显示纳米C aCO3在PS基体中主要呈微米分散状态,SBS的加入有助C aCO3纳米分散程度的提高。     

无机粉体CaCO3改性可剥离涂膜的性能研究

采用物理球磨法将平均粒径为6.692μm的CaCO3粉体进行细化处理,使细化处理后的粉体平均粒径为1.602μm;然后采用聚乙二醇对细化处理后的粉体进行表面修饰,以改善粉体在聚乙烯醇中的填充性能,使粉体能良好的分散在聚乙烯醇溶液中,提高涂料成膜体的力学性能。同时还研究了改性前后CaCO3粉体对可剥离膜拉伸性能的影响。结果表明:经过改性后的粉体可大幅提高成膜体的拉伸性能,完全可以满足对成膜体大面积揭剥的要求。     

MAHSBS和纳米CaCO3复合改性PCABS共混材料

研究苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）、马来酸酐接枝苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（MAH-SBS）、纳米CaCO₃单独填加与复配填加对聚碳酸酯与丙烯腈-丁二烯-苯二烯三元共聚物（ABS）共混物（PC-ABS）性能的影响,采用电子扫描电镜观察其微观结构。结果发现,质量比PC：ABS=1：1时,共混材料综合性能最好;单独添加4wt%的纳米CaCO₃,PC-ABS的拉伸强度明显上升,冲击强度略有上升;单独添加SBS无法起到改良效果;单独添加MAH-SBS,MAH-SBS/PC-ABS的冲击强度上升,但拉伸强度严重下降;MAH-SBS与纳米CaCO₃复配时,可以起到协同作用,PC-ABS的冲击强度由80 kJ/m²上升至约108 kJ/m²,拉伸强度由57.0 MPa上升至约61.5 MPa。     

纳米CaCO3/SBR复合改性沥青及混合料的高温性能

为改善SBR改性沥青的高温性能,选取纳米CaCO3作为改性剂,制备纳米CaCO3/SBR复合改性沥青。通过室内试验,评价了纳米CaCO3/SBR复合改性沥青及混合料的高温性能。结果表明:随着纳米CaCO3掺量的增加,纳米复合改性沥青的软化点、当量软化点、135℃运动粘度明显增大,延度则呈现先上升后下降的趋势;原样及老化状态下,纳米CaCO3/SBR复合改性沥青的车辙因子均远远高于SBR改性沥青;与SBR改性沥青混合料相比,纳米CaCO3/SBR复合改性沥青混合料的动稳定度提高了38.2%,流变次数Fn、流变时间Ft分别提高了34.5%、63.2%,破坏弯拉应变虽稍有下降,但仍能满足夏炎冬寒地区的要求。因此,采用纳米CaCO3改善SBR改性沥青的高温性能是可行的。     

纳米CaCO3/EPR/PP复合材料性能与结构研究

采用双辊混炼和挤出制样的方法制备了纳米CaCO₃/EPR/PP复合材料。通过PCM、TEM及力学性能测试研究了复合材料的力学性能及EPR和CaCO₃粒子的分散状况。在纳米CaCO₃/EPR/PP复合体系中,纳米CaCO₃粒子的加入,不但使冲击强度显著提高,而且使弯曲弹性模量显著提高。纳米CaCO₃粒子的增韧机理在于纳米CaCO₃粒子的加入使弹性体EPR的分散更加均匀,EPR颗粒的粒径变小,进而与纳米CaCO₃粒子产生协同增韧的作用。      

大分子相容剂改性纳米CaCO3 / PP复合材料的非等温结晶行为

熔融混炼制备了4 种大分子相容剂改性的纳米CaCO₃ / PP 复合材料, 用DSC 和WXRD 研究了复合材料中PP 的结晶与熔融行为。结果表明, 纳米CaCO₃对PP 结晶存在异相成核作用, 并诱导PP 形成β晶。相容剂丙烯酸接枝聚丙烯( PP-g-AA) 和马来酸酐接枝聚丙烯( PP-g-MA) 也存在异相成核作用, 提高PP 结晶温度。PP-g-AA、PP-g-MA 和马来酸酐接枝乙烯2辛烯共聚物(POE-g-MA) 与纳米CaCO₃存在异相成核协同作用, 进一步提高PP 的结晶和熔融温度, PP-g-MA 和POE-g-MA 还促使纳米CaCO₃诱导PP 生成β晶。但马来酸酐接枝乙烯2醋酸乙烯酯共聚物( EVA-g-MA) 则阻碍纳米CaCO₃对PP 的异相成核作用。实验结果表明纳米CaCO₃ / PP 复合材料中PP 结晶的异相成核作用与纳米CaCO₃ / PP 界面的相互作用有关, 而纳米CaCO₃ / PP 界面的相互作用与相容剂的结构有关。      

高通量合成方法制备球霞石相CaCO3材料及表征

高通量合成CaCO_3方法为该材料的工业生产提供一定的理论基础,其目的是为了获得粒度分布均匀、比表面积高、球霞石相含量高的花蕊状CaCO_3.利用高通量合成材料的优势,设计并构建了自动加注试剂、独立控温及控速的高通量自动合成装置,并进行了合成CaCO_3的工作.以氯化钙、碳酸钠、咖啡酸为原料,在同一时间内完成不同实验条件下CaCO_3的合成,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、激光粒度仪,对样品的结构、形貌、粒径分布进行表征和分析,并利用高通量合成实验方法进行CaCO_3合成优化实验.结果表明:在水和乙醇分别作为溶剂时,合成球霞石相(晶形)CaCO_3的含量不同.即咖啡酸浓度20 mg/mL(乙醇为溶剂,10 mL)、CaCl_2与Na_2CO_3的物质的量之比为3∶1时,合成粒度分布均匀、花蕊状、球霞石相(晶形)含量高达98.31%、比表面积为51.9 m~2/g的CaCO_3材料.与传统合成实验方法相比,高通量合成将会缩短研发及合成时间.     

超细玻璃纤维改性PMMA骨水泥力学性能研究

为了提高PMMA骨水泥的机械力学强度,用超细玻璃纤维对其进行改性.采用扫描电子显微镜等手段研究了超细玻璃纤维的含量以及处理方式对骨水泥拉伸强度和冲击韧性等力学性能的影响.研究表明,玻璃纤维含量(质量分数)为10%左右时材料的抗冲及抗拉性能好,同时此含量时材料的弹性模量低.用硅烷偶联剂偶联过的玻璃纤维其改性效果要优于没有偶联过的,球磨混合玻璃纤维与PMMA粉料比手工混合玻璃纤维在PMMA基体中的分散性要好,其力学性能也较手工混合的要好.     

Investigation of microstructures and ultraviolet aging properties of organo-montmorillonite/SBS modified bitumen

Organo-montmorillonite(OMMT)/Styrene-butadiene-styrene(SBS) modified bitumen nanocomposites were prepared by melt blending. The microstructures of OMMT/SBS modified bitumen were characterized by X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and atomic force microscopy (AFM), respectively. The effect of OMMT on ultraviolet (UV) aging properties of SBS modified bitumen was investigated. FTIR and XRD analyses indicate that the OMMT/SBS modified bitumen forms an intercalated structure. It is observed that the phase contrast between the dispersed domains and the matrix is inverted in SBS modified bitumen, which is decreased with the introduction of OMMT according to AFM analysis. As a result of UV aging, both viscosity aging index and softening point increment of OMMT/SBS modified bitumen decrease significantly. There is a single phase trend in the morphology of the bitumen after aging, which is accelerated by the existence of SBS. However, these changes can be effectively prevented under the influence of OMMT, indicating the good UV aging resistance of OMMT/SBS modified bitumen.     

Mechanical properties of talc- and CaCO3-reinforced high-crystallinity polypropylene composites

Toughening mechanisms and mechanical properties of two high-crystallinity polypropylene (hcPP)-based composite systems, hcPP/talc and hcPP/CaCO₃, are investigated. Significant improvement in tensile modulus is observed in the PP/talc composite, but only a moderate improvement is found for hcPP/CaCO₃. The introduction of CaCO₃ nanoparticles to hcPP helps nucleate a measurable amount of β-phase crystals and results in a significant drop in crystallization temperature, suggesting a possible retardation of hcPP crystallization. In addition, the hcPP/CaCO₃ nanocomposite shows more pronounced damping characteristics than that of hcPP/talc, throughout the temperature range studied. A detailed investigation of fracture mechanisms suggests that well-dispersed, highly oriented talc particles cause embrittlement of hcPP. Only when the crack extends toward the edges of the specimen will the crack deflection/bifurcation and microcracking mechanisms initiate. In the case of hcPP/CaCO₃, the CaCO₃ nanoparticles help trigger massive crazing and shear yielding if the testing speed is in quasi-static. The presence of β-phase crystals around the CaCO₃ particles could facilitate the formation of crazes throughout the hcPP matrix. Approaches for toughening hcPP are discussed.     

碳酸钙晶须与硅灰的复合效应对水泥砂浆力学性能的影响

研究了水泥砂浆的抗压强度、抗折强度以及劈裂抗拉强度在固定硅灰掺量的条件下随着碳酸钙晶须掺量的变化关系,并以试验结果和微观形貌观察为基础探讨了碳酸钙晶须对水泥砂浆的增强增韧机理。     

Mechanical properties of ultra-fine grained zirconia ceramics

The mechanical properties of tetragonal zirconia (TZP) materials doped with Y, Ce or Ti were studied as a function of temperature and grain size. Fine grained Y-TZP (grain size < 0.3 m) shows values for fracture toughness and strength at room temperature, which are comparable with the coarse grained transformation toughened materials, despite lacking transformation toughening. The morphology of the fracture surface points to crack deflection as the most important toughening mechanism. At 800 °C fracture toughness and strength are higher than in coarse grained Y-TZP materials. Doping Y-TZP with Ce or Ti results in a similar trend in mechanical properties, for fine grained material, as for the Y-TZP materials.     

超细空心微珠表面修饰碳酸钙的制备与表征

采用表面沉积法对超细空心微珠进行无机修饰,在空心微珠表面形成了均匀且不连续的CaCO3膜,采用SEM、EDX、XRD等方法对修饰前后可能修饰微珠进行了分析和表征。结果表明,修饰后空心微珠外观颜色由灰黑色变为灰白色;修饰前空心微珠粒径为1.8μm,修饰后空心微珠平均粒径为1.94μm;修饰后空心微珠的比表面积为2.4m2/g,增大幅度为26.3%;修饰后空心微珠密度增大,通过公式测算修饰后空心微珠的壁厚增加了30%;最后采用分散剂将空心微珠分散到500SN基础油中,发现修饰后空心微珠在基础油中的分散稳定性能明显优于原始空心微珠。     

硅藻土与蒙脱土协同改善SBS改性沥青性能的研究

为探明硅藻土与蒙脱土协同使用对SBS改性沥青性能的影响,本文通过熔融共混法制备了不同配比的硅藻土/蒙脱土/SBS改性沥青。采用常规物理性能测试、动态剪切流变实验、压力老化和紫外老化实验对硅藻土/蒙脱土/SBS改性沥青的物理、流变和老化性能进行了评价,并利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析了老化过程中改性沥青化学结构的变化。研究表明,硅藻土与蒙脱土协同使用,不仅提高了SBS改性沥青的软化点与黏度,改善了SBS改性沥青的高温抗变形能力,而且有效降低了蒙脱土对SBS改性沥青低温抗裂性能的不利影响,并能够明显减小压力老化和紫外老化对SBS改性沥青软化点和黏度的负面影响,大幅度提高其延度保留率。蒙脱土掺量为1.5%时,硅藻土的适宜掺量为6%。FTIR分析表明,硅藻土与蒙脱土协同使用抑制了SBS改性沥青压力老化和紫外老化后羰基指数的增加与丁二烯指数的降低,增强了SBS改性沥青的抗老化能力。