双向拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚己二酰间苯二胺的形态结构与阻隔及力学性能

以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚己二酰间苯二胺(MXD6)为原料,通过熔融共混和同步双向拉伸的方法制备了双向拉伸PET/MXD6复合材料。通过扫描电子显微镜、气体渗透试验、差示扫描量热仪及力学性能测试研究了双向拉伸PET/MXD6复合材料的形态结构及其对复合材料气体阻隔性能、力学性能及结晶性能的影响。研究结果表明,通过同步双向拉伸,使MXD6在PET基体中的分散相形态由零维球形变为高长径比的二维片状,这些形态使得双向拉伸复合材料的气体阻隔性能与力学性能大幅提高,其中质量分数20%的PET/MXD6复合薄膜材料在拉伸倍率为3×3时,较纯PET相比提升了2.3倍。与此同时,断裂伸长率与拉伸强度也大幅提高,最大增幅分别达到10.6倍和3.1倍。     

玻璃纤维/聚脲复合材料的性能研究

为研究玻璃纤维对聚脲性能的影响，分别以聚脲和玻璃纤维作为基体和增强体，合成了玻璃纤维/聚脲复合材料。通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪和动态热机械分析仪，探究玻璃纤维长度在0.2～0.8mm、添加量在0.5%～1.5%(wt,质量分数，下同)范围时对复合材料微观结构、力学性能和动态力学性能的影响规律，分析复合材料的耗能机理。结果表明：玻璃纤维在基体中分布均匀，降低了复合材料的氢键化程度、氢键结合强度以及微相分离程度；复合材料的拉伸强度、撕裂强度随玻璃纤维长度和添加量的增加而提高，当玻璃纤维长度为0.8mm、添加量为1.5%时，复合材料的拉伸强度为30.14MPa,撕裂强度为127.48kN/m,力学性能最好；随着玻璃纤维长度和添加量的增加，复合材料的储能模量和损耗模量逐渐增加，玻璃化转变温度向高温移动；复合材料的主要耗能机理为本征阻尼和界面阻尼，本征阻尼随着玻璃纤维长度的增加而减小，界面阻尼随着玻璃纤维添加量的增加而增大。     

CSW/POE-g-MA/PA6三元复合材料的结构和性能

采用马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MA)对CaSO4晶须/尼龙6(CSW/PA6)共混物增韧改性,研究了CSW/PA6和CSW/POE-g-MA/PA6复合材料的力学性能、热性能、形貌和加工性能。适量添加CSW可同时提高PA6的刚性和韧性。与纯PA6性能比较,10%CSW/PA6的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量和冲击强度分别增大7.5%、9.1%、21.1%和11.6%;当CSW含量增至30%,CSW/PA6的韧性明显降低。POE-g-MA可促进PA6基体中CSW的均匀分散,增强CSW与PA6的界面粘附,提高CSW/PA6(30/70)的冲击韧性。源于CSW和POE-g-MA的协同作用,CSW/POE-g-MA/PA6(30/5/65)的冲击强度和弯曲模量与纯PA6相比较,分别提高了36.8%和22.1%,拉伸和弯曲强度接近纯PA6。     

CaCl_2/E51/尼龙6复合材料的制备与性能

通过熔融共混法制备了不同CaCl2质量分数的CaCl2/环氧树脂(E51)/尼龙6(PA6)复合材料,利用DSC、流变仪、FTIR和电子拉伸机等研究了不同CaCl2质量分数下CaCl2/E51/PA6复合材料结晶行为及其力学性能,并研究了其受限机制。力学性能结果表明,随着CaCl2质量分数的增加,CaCl2/E51/PA6复合材料拉伸强度呈现出先增大后减小的趋势,当CaCl2质量分数为3%时,复合材料拉伸强度达到最大值82.67 MPa,是纯PA6的拉伸强度(60.5 MPa)的1.366倍,而结晶行为结果表明,增加CaCl2的质量分数,CaCl2/E51/PA6复合材料的成核温度、晶体生长温度、熔融温度及玻璃化转变温度均向低温方向移动,成核密度和成核速率也逐渐减小,结晶能力下降,结晶度由原来25.22%变为9.90%。     

PET4A改性PP/PLA复合材料的制备及性能研究

选用季戊四醇四丙烯酸酯(PET4A)接枝改性聚丙烯，再与聚乳酸(PLA)共混，基于两步法熔融共混工艺制备得到改性聚丙烯/PLA(m-PP/PLA)复合材料。考察了m-PP/PLA复合材料结晶行为、热学性能、力学性能、流变性能、微观形貌的影响因素。结果表明：含有接枝改性后的PP与PLA共混后能够明显地提高复合材料的相容性和结晶度，进而提高复合材料的力学性能。当PET4A添加质量为2%,引发剂过氧化二异丙苯(DCP)质量含量为0.05%时，复合材料结晶度达42.0%,综合力学性能最佳，冲击强度和拉伸强度比纯PP/PLA分别提升了25.96%和27.25%。     

用原位聚合法制备的PA6/GO纳米复合材料的结构和性能

以己内酰胺(CL)和6-氨基己酸(ACA)为聚合反应单体,用Hummers法制备氧化石墨烯(GO),再以GO为纳米填料用原位开环聚合法制备了GO改性PA6纳米复合材料(PA6/GO),并对PA6/GO纳米复合材料的结构及性能进行了研究。结果表明,PA6的黏均分子量达到104数量级,但加入过多的GO使PA6的分子量降低。形貌分析表明,GO均匀地分散在PA6基体中,并诱导了PA6基体的晶型由α晶型转变成γ晶型。同时,GO作为异相成核剂促进了PA6/GO复合材料中PA6基体的结晶,提高了PA6/GO复合材料的结晶度。拉伸测试结果表明,随着GO的加入PA6/GO纳米复合材料的拉伸强度先提高后降低,GO加入量为0.4份时拉伸强度达到最大值61.72 MPa,比纯PA6(48.52 MPa)提高了27.21%。导热性能分析表明含1.0份GO的PA6/GO纳米复合材料其50℃和100℃的热导率分别为0.317 W/(m·K)和0.280 W/(m·K),较纯PA6分别提高了33.19%和33.23%。     

纳米ZnO/生物基尼龙612纳米复合抗菌薄膜的制备与性能

细菌滋生将缩短食品货架周期，对人体健康产生负面影响，因此开展抗菌包装膜的研究十分重要。本文采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂(KH550)改性了纳米氧化锌(ZnO)，并将改性后的纳米氧化锌(mZnO)与尼龙612 (PA612)进行熔融共混制备复合材料，最终采用挤出流延制备了m-ZnO/PA612纳米复合抗菌薄膜。采用FTIR对改性前后的ZnO进行表征，证明了KH550成功接枝到ZnO上。通过SEM、DSC、TGA、平板计数法等测试手段对ZnO的分散及复合材料的结晶性能、热性能、抗菌性能进行了研究。结果表明：mZnO在PA612基体中分散良好。m-ZnO可以作为成核剂提高PA612的结晶度，m-ZnO的含量为2wt%时，其结晶度提高了4.1%。m-ZnO对PA612有增强作用，m-ZnO的添加量为2wt%时，m-ZnO/PA612纳米复合薄膜的拉伸强度较纯PA612提高了15%。m-ZnO的存在赋予了PA612抗菌性能，m-ZnO/PA612纳米复合薄膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有很好的抗菌效果，且随着m-ZnO含量的增大，抗菌率增大，m-ZnO的质量分数为4wt%时，对大肠杆菌的抗菌...     

PET/人造岗石废渣复合材料的制备及性能研究

通过原位聚合法制备了一系列聚对苯二甲酸乙二醇酯/人造岗石废渣(PET/AMWs)复合材料，探究了AMWs含量对复合材料的热稳定性、热变形温度、结晶速率和冲击强度等的影响。结果表明，添加AMWs后，复合材料的热稳定性得到明显加强，当AMWs含量为10%时，热变形温度达到79.10℃,比纯PET提高约13.2℃。由于AMWs粒子在PET基体中起到异相成核作用，复合材料的结晶速率随AMWs含量的增加先加快后减慢，在含量为5%时达到最快。添加10%AMWs时，复合材料的冲击强度达到5.23kJ/m²,较纯PET提高约38%,这是由于AMWs粒子表面包覆不饱和聚酯而形成一种部分核壳结构，起到增韧基体、提高冲击强度的作用。     

静电纺丝法制备PLA/CNCs纳米复合薄膜及其性能研究

采用静电纺丝法成功将纳米纤维素晶体(CNCs)植入聚乳酸(PLA)基体中,制备出网状结构的绿色纳米复合材料,并探讨了PLA/CNCs薄膜的微观形貌、结晶度、热学性能和机械性能随CNCs添加量的变化趋势。结果表明,随着CNCs添加量的增加,静电纺PLA/CNCs纳米复合材料薄膜珠状纤维减少,纤维直径增大;纳米复合纤维薄膜的结晶度提高了87.9%;纳米复合纤维薄膜的最大热解温度由369.36℃提升到380.02℃;纳米复合纤维的拉伸性能随CNCs添加量的增加而显著提高,CNCs添加量为11%(质量分数)时得到的最大拉伸力和拉伸强度最大分别为3.76N和4.58MPa,与纯PLA薄膜相比分别提高了289%和159%。     

尼龙6/POE/粘土纳米复合材料的研究

采用熔融方法制备出尼龙(PA)6/POE/粘土纳米复合材料,并对其力学性能及微观形态进行了研究.力学性能测试结果显示,PA6/POE/粘土纳米复合材料具有良好的力学性能,特别是其缺口冲击强度有显著提高,PA6/POE/粘土纳米复合材料有较好的韧性;广角X射线衍射分析显示,当有机粘土含量比较低时,有机粘土基本上剥离于PA6基体中;电子扫描电镜照片显示,POE相以岛状结构均匀分散于PA 6基体中.     

CSW/POE-g-MA/PA6三元复合材料的结构和性能

采用马来酸酐接枝乙烯一辛烯共聚物(POE-g-MA)对CaS04晶须/尼龙6(CSW/PA6)共混物增韧改性,研究了csw/PA6和CSW/POE-g-MA/PA6复合材料的力学性能、热性能、形貌和加工性能.适量添加CSW可同时提高PA6的刚性和韧性.与纯PA6性能比较,10％CSW/PA6的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量和冲击强度分别增大7.5％、9.1％、21.1％和11.6％;当CSW含量增至30％,CSW/PA6的韧性明显降低.POE-g_MA可促进PA6基体中csw的均匀分散,增强CSW与PA6的界面粘附,提高CSW/PA6 (30/70)的冲击韧性.源于CSW和POE-g-MA的协同作用,CSW/POE-g-MA/PA6 (30/5/65)的冲击强度和弯曲模量与纯PA6相比较,分别提高了36.8％和22.1％,拉伸和弯曲强度接近纯PA6.     

碳纤维增强共聚酰胺6-66复合材料的制备及性能

通过两段式聚合法制备共聚酰胺PA6-66,然后采用熔融共混得到碳纤维增强PA6-66复合材料(CF/PA6-66).对复合材料的断面形貌、热性能、结晶性能、非等温结晶动力学、熔体流变性、力学性能和动态力学性能进行了分析.差示扫描量热(DSC)和热重分析结果表明,CF/PA6-66复合材料的熔点约为190℃,分解温度在376℃以上.DSC和X射线衍射分析表明,CF的加入加快了聚合物的结晶速率,促进γ晶型的形成.力学性能和熔体流变性能测试结果表明,随着CF含量的增加,复合材料的拉伸强度、弯曲强度与缺口冲击强度均先升高后降低,当CF含量为20％时,CF/PA6-66复合材料的拉伸强度与弯曲强度分别为95.54 MPa和121.42 MPa,相比纯PA6-66分别提升了82.26％和81.17％,同时其黏流活化能仅为35.43 kJ/mol.     

磁性MH/Fe_3O_4/SR复合材料的耐热机理及摩擦性能

以SR、纳米Fe3O4和纳米MH为主要原料制备MH/Fe3O4/SR磁性橡胶复合材料。研究纳米Fe3O4和纳米MH不同配比时,复合材料的物理力学性能变化、耐热以及摩擦性能变化。结果表明:纳米粒子在SR基体中分布较为均匀,不同配比的Fe3O4/MH能够有效改善硅橡胶的物理力学性能。当配比20phrMH/10phrFe3O4时,复合材料的拉伸强度、伸长率有所改善,性能较普通硅橡胶提高了5%左右。随着纳米MH与Fe3O4填料填充量不断加大,复合材料耐热性能不断提高,摩擦因数有效降低。当纳米添加量为30phrMH/10phrFe3O4时,复合材料的分解温度提高为450℃,当纳米添加量为20phrMH/20phrFe3O4时,复合材料的摩擦因数降为0.52。     

加工工艺对n-HA/PA66复合材料结晶行为和力学性能的影响

采用X射线衍射、差示量热分析和常规力学性能等测试方法研究了纳米羟基磷灰石增强聚酰胺66(n- HA/ PA66) 复合材料在不同加工条件和后处理工艺下的结晶行为和力学性能。结果表明, 提高样品的退火温度会降低纯PA66 及其复合材料中PA66 的结晶峰强度。在n- HA/ PA66 复合材料中, 基体树脂PA66 的α晶体中只有α2 的结晶峰存在,α1 的结晶峰基本消失。提高复合材料的注射压力, PA66 结晶峰的强度降低, 结晶度增加; 退火温度对材料的结晶度没有明显的影响。复合材料的结晶行为与其力学性能之间有着紧密的联系。      

阴离子聚合制备PA6/12共聚物的研究

以己内酰胺(CL)和十二内酰胺(LL)为单体,采用阴离子开环共聚制备尼龙6/12(PA6/12)共聚物,主要研究了LL添加量对共聚物热性能、结晶性能、力学性能和断面形貌的影响。研究结果表明,LL的添加量由0%增加到30%时,PA6/12共聚物熔融温度从218.0℃降低到182.6℃,结晶温度由168.9℃降至117.8℃,晶型结构未发生明显变化,但其结晶度由22.88%降低至13.58%,拉伸性能和弯曲性能都有一定程度降低,断裂伸长率由60%增大到325%,并在共聚物拉伸断面观察到大量直径为100nm、长度为1μm左右的纳米纤维状物质。     

锂皂石质量分数对LiCl/PA6络合体系结构与性能的影响

采用熔融挤出的方法制备了锂皂石/LiCl/尼龙6（PA6）复合材料,研究了锂皂石质量分数对LiCl/PA6复合材料结构与性能的影响,同时探讨了络合反应对锂皂石在基体中分散的影响。DSC和XRD研究发现:锂皂石的加入有利于复合材料结晶,但锂皂石/LiCl/PA6复合材料的结晶度都比LiCl/PA6复合材料的结晶度低,在锂皂石质量分数为5%时,锂皂石/LiCl/PA6复合材料的结晶度最大,且此时复合材料的拉伸强度和弯曲强度也达最大值,分别为99.17 MPa和154.17 MPa。由TEM观察到当锂皂石质量分数为5%时,锂皂石主要以插层方式均匀分布在基体中,部分呈现剥离的状态。此外,动态流变Han曲线表明:锂皂石/LiCl/PA6复合材料的黏性响应占主导地位。当锂皂石质量分数高于5%时,由于锂皂石团聚,无机相和有机相具有不同的松弛状态,导致共混物熔体的Cole-Cole曲线出现严重拖尾现象。将锂皂石加入LiCl/PA6复合材料既保持了低熔点的特性又表现出优异的力学性能,因此锂皂石起到了明显的增强作用。      

熔融共混法制备MWCNTs/PET复合材料及性能研究

首先以苯酚/1,1,2,2-四氯乙烷为溶剂制备质量分数为10%(以下同)的多壁碳纳米管/聚对苯二甲酸二乙二醇酯(MWCNTs/PET)母粒,然后通过实验室用熔融共混挤出机制得不同MWCNTs含量的MWCNTs/PET复合材料(MWCNTs的含量为0.2%～2.0%)。扫描电子电镜(SEM)观察发现MWCNTs在母粒以及PET复合材料中均能良好分散;Instron1122力学拉伸性能以及动态力学分析(DMA)结果均表明,添加的MWCNTs对PET材料具有增强作用。另外,差示扫描量热分析(DSC)表明,MWCNTs在PET结晶过程中具有异相成核剂的作用,能够促进聚合物链的结晶有序排列。本研究中,当MWCNTs的添加量达到2.0%时,PET复合物的导电性能有较明显提高。     

多壁碳纳米管/尼龙6复合材料的液相共混法制备及其性能

通过液相共混法制备了多壁碳纳米管/尼龙6(MWCNTs/PA6)复合材料, 研究了不同MWCNTs改性方法及添加量对复合材料热性能和结晶性能的影响。利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、FTIR、DSC、XRD 和 TG对MWCNTs/PA6复合材料进行表征。结果表明: MWCNTs的加入提高了PA6的热稳定性, 且胺功能化的MWCNTs(d-MWCNTs)表现尤为明显; 当d-MWCNTs的质量分数为7.5%时, MWCNTs/PA6复合材料结晶度从48.09%提高到56.62%, 聚合物大分子之间的缠绕度最低。     

PA6/MgO导热复合材料的性能研究

以聚酰胺6(PA6)为基体,以超细氧化镁(MgO)为导热填料,利用硅烷偶联剂对MgO改性,制备了PA6/MgO导热复合材料。考察了不同MgO用量对其导热性能、力学性能以及熔体流动性的影响。结果表明:改性过的MgO在PA6基体中分散均匀,PA6/MgO复合材料的导热系数和拉伸强度随着MgO用量的增加而增大,其中在60%MgO用量时达到最大值;冲击强度、断裂伸长率以及熔体流动性都随着MgO用量的增加而减小。因此选用60%MgO用量制备的PA6/MgO导热复合材料,导热性能最佳。     

阻隔性复合材料PA6/EPDM的模内制备方法及其性能研究

利用自主研发的模内叠层共挤出成型装置,通过改变相容剂马来酸酐接枝三元乙丙橡胶(EPDM-g-MAH)的添加方式得到3种不同结构的聚酰胺-6/三元乙丙橡胶(PA6/EPDM)阻隔性复合材料。通过扫描电子显微镜观察,气体渗透性能及拉伸性能,研究了3种PA6/EPDM复合材料的形态结构、阻隔性能及力学性能。结果表明:采用模内叠层共挤出成型装置制备的PA6/EPDM复合材料氧气透过量较纯EPDM大大降低,最高能降低66.1%,气体阻隔性能得到显著提升,而不同结构的复合材料性能提升不同,具有交替层叠结构的复合材料气体阻隔性能优于海岛结构,而拉伸强度则相反。