聚丙烯(PP)/纳米二氧化硅SiO2复合材料的制备及其性能研究

纳米材料因其独特的性能而广泛应用于聚丙烯(PP)等高分子材料的改性.本文用纳米二氧化硅与PP共混进行改性,利用双螺杆共混方法制备聚丙烯(PP)/纳米二氧化硅(SiO2)复合材料,研究了聚丙烯(PP)/纳米二氧化硅(SiO2)复合材料的力学性能,采用熔融流变仪、XRD、SEM对熔体流动速率、PP物相情况等进行了研究.实验结果表明,2%含量的纳米二氧化硅聚丙烯纳米复合材料综合性能最佳,提高了PP的综合力学性能.在本文中对纳米SiO2改性PP的机理进行了初步探讨,利用X射线衍射图谱分析,结果表明纳米SiO2的加入对PP中β晶型的产生有诱导作用.     

PP-g-MAH对PP/SiO2纳米复合材料力学性能的影响

为了进一步提高聚丙烯的力学性能,以马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)为聚丙烯/二氧化硅(PP/SiO2)纳米复合材料的界面相容剂,研究了PP-g-MAH添加量对PP/SiO2的力学性能、微观形态以及结晶行为的影响,并研究了其增容机理.研究表明:PP-g-MAH的加入使纳米PP/SiO2纳米复合材料的力学性能得以全面提高,使纳米二氧化硅与聚丙烯的界面粘结得到改善,并且,由于PP-g-MAH导致复合材料的界面强度提高和界面层厚度增加,使KH-570与PP-g-MAH并用的PP/PP-g-MAH/纳米SiO2复合材料比单用KH-570的PP/SiO2纳米复合材料的改性效果更加明显;PP-g-MAH对PP的结晶过程具有较明显的成核作用,使改性PP的结晶温度提高.     

纳米二氧化硅粒径对橡胶复合材料力学性能的影响

以不同粒径的纳米二氧化硅为填料加到天然橡胶中制备纳米二氧化硅/天然橡胶(NR)复合材料。研究了不同粒径纳米二氧化硅(15,30和80nm)对复合材料的力学性能、应力软化效应、Payne效应、动态热机械性能、压缩生热和损耗因子等基本特性的影响。结果表明,随着纳米二氧化硅粒径的增大,复合材料的抗拉强度变大,应力软化效应增大;同时,复合材料的Payne效应和损耗因子越低,其动态压缩温升越低。Payne效应分析及扫描电镜观察还表明,大粒径纳米二氧化硅在橡胶基体中易于分散均匀,粒子间聚集程度更小,而小粒径的则表现出较明显的团聚现象,粒子在橡胶基体中的分散性对复合材料力学性能有直接影响。     

CE/SiC纳米复合材料的制备与性能

采用高速均质剪切法制备CE/SiC纳米复合材料,通过力学性能测试、热失重(TGA)分析和动态力学能谱(DMA)分析,考察了纳米SiC不同含量对其性能的影响.结果表明,纳米SiC能有效改善CE的静态力学性能、热稳定性和耐热性.相对纯CE,当纳米SiC含量为1.00%时,复合材料冲击强度的提高率为73.78%,弯曲强度的提高率20.84%;失重5%时,热分解温度的提高率为12.31%;500℃时,质量保持率提高为6.48%;玻璃化转变温度的提高率为13.09%.     

二氧化硅纳米颗粒增强炭纤维/环氧树脂界面性能

纤维与基体间的界面性能是决定纤维增强树脂基复合材料力学性能的关键因素。采用单纤维断裂实验方法研究二氧化硅纳米颗粒对炭纤维/环氧树脂复合材料界面的增强作用。实验结果表明,涂覆在炭纤维表面和均匀分散在环氧树脂基体中的二氧化硅纳米颗粒含量分别为4.9g/m2和25%(质量分数)时,复合材料界面性能均得到改善,界面抗剪强度相比纯树脂体系分别提高了10.0%和15.0%。通过对纤维断点处双折射光斑和样品断面形貌等信息分析,可知纳米颗粒均匀分散并镶嵌到炭纤维表面沟槽中形成的锁扣结构是界面性能提高的重要原因。     

硅改性环氧树脂复合材料的研究进展

综述了纳米二氧化硅和有机硅等硅质材料改性环氧树脂复合材料的性能特征,论述了硅质材料的类型、用量和改性方法对复合材料力学性能、电性能、耐蚀性、热稳定性和阻燃性等的影响。讨论了表面化学修饰纳米二氧化硅和有机硅与环氧树脂的共聚方法以及材料微观结构对复合材料性能的影响和机理。硅质材料的分散性和含量是影响复合材料性能和微观结构的主要因素,对纳米二氧化硅进行表面化学修饰或改进共聚、共混是改善硅分散性以及复合材料微观结构和性能的有效途径。     

改性纳米SiO2填充低烟无卤阻燃聚乙烯的研究

本文选择了三种经不同表面改性处理的纳米二氧化硅，采用热分析（TG）对聚乙烯／改性纳米SiO2复合材料的热稳定性能进行了研究，并将其用于无卤阻燃聚乙烯体系，针对改性纳米SiO2对无卤阻燃聚乙烯的阻燃性能和力学性能的影响进行了分析。研究结果表明，与未改性纳米二氧化硅相比，经改性处理的纳米SiO2有利于提高复合材料的热稳定性能，延缓聚乙烯的热氧化降解，经适当改性处理，可使纳米复合材料的热稳定性高于聚乙烯。改性纳米SiO2显著提高了无卤阻燃聚乙烯的阻燃性能，在填料用量相同时，可获得力学性能和阻燃性能较佳的材料。     

MC尼龙/Dy_2O_3纳米复合材料的制备及性能研究

用原位分散聚合法制备了MC尼龙/Dy2O3纳米复合材料,采用SEM、XRD、力学性能测试等对复合材料进行了分析。研究表明,加入少量纳米Dy2O3可明显改善MC尼龙的力学性能和耐磨性,起到同时增强、增韧和耐磨的作用,当纳米Dy2O3的用量为0.5%时,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率达到最大值,分别比MC基体提高15.9%和49.3%,当纳米Dy2O3的用量为1.0%时,复合材料的缺口冲击强度达到最大值,比MC尼龙提高26.8%,磨耗体积达到最小值,比MC尼龙降低84.6%。     

纳米SiO_2/环氧树脂复合材料的制备方法与性能关系

采用超声分散、机械剪切搅拌和纳米SiO_2粒子表面处理等多种分散工艺,制备了纳米SiO_2/环氧树脂复合材料。采用SEM、电子拉力机、粘弹谱仪和脉冲声管测试系统分别研究了纳米SiO_2/环氧树脂复合材料的微观结构、拉伸性能、动态力学性能和水声性能。结果表明,超声波分散法以及预处理法能够将纳米SiO_2粒子均匀分散在环氧树脂基体中,并且SiO_2粒子呈纳米尺度分布在环氧基体中。相对纯环氧树脂材料,纳米SiO_2/环氧树脂复合材料的拉伸强度提高了5%—30%,伸长率提高了2%—14%;储能模量随纳米SiO_2粒子的加入与均匀分散而提高,损耗因子则略有下降;吸声系数相对纯环氧树脂材料提高了6—10倍;而且纳米SiO_2/环氧树脂复合材料的常规力学性能、动态力学性能以及水声性能受纳米粒子的分散效果影响明显,分散越均匀,变化越大。     

表面修饰纳米SiO2与聚丙烯共混制备聚丙烯/SiO2纳米复合材料

二氧化硅纳米粒子经表面修饰将丙烯酸酯键接到SiO2表面制备出丙烯酸酯修饰SiO2纳米粒子.丙烯酸酯修饰SiO2纳米粒子与聚丙烯(PP)熔融共混制备PP/SiO2纳米复合材料.研究了纳米粒子对复合材料力学性能的影响,并对纳米粒子增韧机理进行了研究.研究结果表明:复合材料冲击强度在SiO2含量为3.5 wt%时达到最大值,SiO2纳米粒子对聚丙烯基体材料有很好的增强增韧效果.