PS/改性PVA共混片材的性能研究

以丙三醇和乙二醇为复配增塑剂,对PVA进行改性,实现PVA的熔融加工,再采用熔融共混技术制备PS/改性PVA共混片材,改善了PS片材的力学性能,并使PS片材具有吸湿功能。实验结果表明:PS和PVA质量比为6:4时,共混片材力学性能达到最佳,吸湿效果良好,并具有保湿能力。     

聚乙烯醇/纤维素纳米纤热塑性复合材料的制备及表征

将聚乙烯醇(PVA)、纤维素纳米纤(CNFs)通过熔融共混成功制备出高性能PVA/CNFs热塑性复合材料。采用扫描电镜、红外光谱、X射线衍射、差示扫描量热分析、热重分析对PVA/CNFs复合材料的微观形态及结构进行表征,对复合材料的物理力学性能进行测试。结果表明,选用适当的增塑剂与PVA、CNFs组合可实现PVA/CNFs共混体系的热塑成型;CNFs与PVA间的氢键作用有助于提高CNFs与PVA基体之间的相容性,从而优化PVA/CNFs复合材料的力学性能,拉伸强度从19.5 MPa增加到34.3 MPa,弹性模量从114.4 MPa增加到287.5 MPa。     

镁合金表面TaC/TaC-Mg/Mg梯度涂层的 残余热应力分析

采用间歇式挤出发泡工艺制备淀粉/PVA复合发泡材料。在淀粉含量固定、甘油作为增塑剂的情况下,研究偶氮二甲酰胺（AC发泡剂）与聚乙烯醇（PVA）的含量对发泡材料的表观密度、发泡倍率、相对硬度、吸水性能、回弹性能以及压缩性能等的影响。结果表明：随着PVA含量的升高,复合材料的表观密度和压缩模量减小,回弹性能变好。PVA含量对吸水率影响不明显,吸水率稳定在20%左右。吸水至饱和状态后,相对硬度随着PVA含量的增加而不断增加。随AC发泡剂含量的升高,复合材料的表观密度减小,相对硬度降低,发泡倍率和回弹率增加,材料的泡孔孔径逐渐增大但是发泡孔径的均匀性变差。当PVA、AC发泡剂的添加质量分数分别为30%, 1%时,复合材料性能最优。     

氧化石墨烯/聚乙烯醇复合材料的纳米压痕实验及力学性能

为了研究氧化石墨烯(GO)对聚合物基复合材料力学性能的影响,通过溶液混合法制备了GO/聚乙烯醇(PVA)复合材料。然后,采用XRD、TEM、FTIR、DSC和纳米压痕实验等研究了GO/PVA复合材料的结构、界面结合性能、力学性能、蠕变行为和吸水膨胀率。结果表明:GO可以均匀分散在PVA基体中,二者之间主要通过氢键作用结合,具有较高的界面结合力;与纯PVA相比,1wt% GO/PVA复合材料的硬度和有效弹性模量分别提高了28.9%和23.3%,压入蠕变深度下降了19.8%;GO/PVA复合材料具有较低的无限剪切模量与瞬时剪切模量比,表明GO提高了PVA的蠕变抗力;GO的添加同时增加了GO/PVA复合材料的阻水性并降低了膨胀系数。吸湿纳米压痕实验结果表明:纯PVA的力学性能会随吸湿时间延长而下降,而GO/PVA复合材料吸湿72h后的力学性能基本保持不变。所得结论为石墨烯增强聚合物基复合材料的研究提供了理论指导。      

聚乙烯醇纤维增强聚乳酸复合材料的制备及性能研究

以聚乳酸(PLA)和高强高模聚乙烯醇(PVA)纤维为原料，通过熔融共混热压成型工艺制备了不同PVA纤维含量的PLA/PVA复合材料，研究了复合材料的相形态、玻璃化转变、结晶和熔融行为以及力学性能。结果表明：低含量的PVA纤维能均匀地分散在PLA基体中，当纤维质量分数达到20%时，纤维发生团聚。差示扫描量热仪测试结果表明PVA纤维在PLA结晶过程中起到了成核作用。随PVA纤维含量增加，PLA的结晶度增加。此外，动态力学行为表明PVA纤维含量的增加有助于提高复合材料储能模量和刚性。复合材料的拉伸和弯曲模量随PVA纤维含量的增加而增加，当PVA纤维质量分数为20%时，拉伸和弯曲模量达到最大，与纯PLA相比，复合材料的拉伸和弯曲模量分别提高了43.5%和38.6%。但是，PVA纤维的加入并没有使复合材料的拉伸和弯曲强度得到较大改善。     

复配增塑剂对聚乙烯醇薄膜性能的影响

以尿素/三乙醇胺为复配增塑剂,利用溶液共混法制备了改性PVA薄膜,通过FT-IR研究了尿素/三乙醇胺复配增塑剂与PVA间的相互作用,采用XRD,TGA,DSC表征了增塑改性PVA的结晶性能和热性能,同时分析了复配增塑剂的加入对PVA薄膜力学性能、透光性能、耐水性能的影响。实验结果表明,复配增塑剂的加入破坏了PVA分子中的氢键作用,降低了PVA的结晶度和熔点温度,热分解温度基本不变;随着复配增塑剂含量的增加,增塑改性后的PVA薄膜抗拉强度下降、断裂伸长率增加,透光性增加,溶胀率下降,溶失率增加。     

增塑剂种类对淀粉/聚乳酸复合材料性能的影响

分别以乙二醇、甘油、聚乙二醇400和甲酰胺为增塑剂对淀粉/聚乳酸复合材料进行增塑处理,研究增塑剂种类对淀粉/聚乳酸复合材料性能的影响。采用XRD、SEM、TGA以及旋转流变仪对复合材料的相容性进行了表征,并测试了复合材料的熔融指数、力学性能和吸水率。结果表明,增塑剂对淀粉/聚乳酸复合材料的相容性改善效果依次为甘油甲酰胺乙二醇聚乙二醇400。淀粉/聚乳酸复合材料的力学性能和吸水率受相容性影响,呈现相容性越好,力学强度越大,断裂伸长率越大,吸水率越低的趋势。醇类增塑剂增塑复合材料的熔融流动性随着分子链增长逐渐变差,而甲酰胺增塑复合材料的熔融流动性过大。     

聚氧化乙烯挤出吹塑成型研究

为能获得性能良好的PEO水溶性薄膜,采用直接对PEO挤出吹塑、先造粒再吹塑与改性后造粒再吹塑等方法进行了研制,并针对改性剂(如增塑剂、稳定剂)的选择与改性剂配比量的选择进行了探讨。选用甘油为增塑剂、乙二醇为稳定剂,并设置了PEO与增塑剂、稳定剂的质量之比分别为18:1:1,8:1:1,6:1:1,7:1:1.2的4组实验进行对比研究。随着增塑剂甘油添加质量分数的增加,PEO的熔融温度降低;稳定剂乙二醇的加入增加了PEO的热稳定性,有效阻止了实验过程中的氧化现象。最后确定了吹塑与造粒的工艺路线与工艺条件,找出了改性前后PEO的最佳造粒温度与最佳吹塑温度,改性前造粒机机头位置至膜口位置的最佳温度分别为120,122,125,129℃;而改性剂用量不同,最佳吹塑温度也不同,且随改性剂用量的增加而减小。改性前后吹塑出的制品均出现黏度小的现象,在以后的研究中需加入增加黏度的改性剂。     

聚乙烯醇增塑体系的性能

用溶液共混的方法,向PVA中加入各种增塑剂及其复配体系,利用TGA、DSC、XRD等手段,研究了改性剂对PVA热性能及结晶的影响,利用熔体流动速率测定仪对加工性能进行了初步表征,同时分析了增塑剂加入对材料强度和断裂伸长率的影响。试验结果表明,改性体系的加入,降低了PVA的熔点和结晶度,分解温度有所提高;在满足材料强度的前提下,柔性得到很大改善,同时实现了PVA的熔融挤出。     

湿热环境对PMI泡沫夹芯复合材料性能的影响

采用聚甲基丙烯酰亚胺（PMI）泡沫、碳纤维增强环氧树脂（EW220/5258）复合材料面板制备了PMI泡沫夹芯复合材料,研究了PMI泡沫夹芯复合材料、EW220/5258复合材料面板及PMI泡沫芯材的吸湿特性,并讨论了湿热对PMI泡沫夹芯复合材料的压缩性能及介电性能的影响。结果发现：PMI泡沫夹芯复合材料的饱和吸湿时间...     

柞蚕丝素蛋白复合材料的制备及其构象与力学性能

柞蚕丝素蛋白因其独特的优势在生物医学材料领域具有潜在的应用前景。制备柞蚕丝素蛋白（WSF）与聚乙烯醇（PVA）共混复合材料（WSF／PVA）,通过傅立叶转换红外光谱（FTIR）和相关力学性能测试方法,探讨制膜条件对WSF构象及其材料力学性能的影响。结果表明：PVA分子量、加热温度、交联、增塑、变性剂浓度均对WSF的构象和复合材料的力学性能产生影响。     

熔纺三叶形聚乙烯醇纤维的制备及增强水泥基材料

采用自主创新的聚乙烯醇(PVA)熔融纺丝新技术,首次制备了三叶形截面PVA异形纤维,为水泥基复合材料提供新型增强纤维。研究了熔融纺丝和热拉伸对纤维截面形状、热性能、结晶性能、取向度和力学性能等的影响。结果表明,熔纺三叶形截面PVA初生纤维内部结构均匀致密,无明显皮芯结构。经热拉伸处理,纤维能较好保持三叶形截面,异形度为58.2%。PVA分子链在拉伸应力下诱导结晶,纤维结晶结构更完善,结晶度和取向度增加,纤维的强度增加,熔点升高。热拉伸8倍后,纤维强度达3.7 cN/dtex。将三叶形纤维用于水泥基复合材料的增强增韧,当其体积掺量为2%时,纤维增强水泥试件的挠度达17.3%,断裂能达10.5 J。     

功能化六方BN纳米片/聚乙烯醇复合材料的制备及力学性能

利用三聚氰胺辅助机械球磨剥离六方BN （h-BN）,对剥离得到的三聚氰胺功能化h-BN纳米片（f-BNNS）的厚度、形貌及结构进行表征。对f-BNNS/聚乙烯醇（PVA）复合材料进行了研究,考察h-BN的剥离及表面改性对f-BNNS/PVA复合材料力学性能的影响,分析f-BNNS与PVA基体的界面相互作用机制。结果表明：f-BNNS呈现较规则的圆片状,厚度在1~3 nm之间,直径集中在150~400 nm。与h-BN/PVA相比,f-BNNS在PVA基体中显示出更优异的分散效果,填充相同质量分数下,f-BNNS/PVA的屈服强度及模量得到明显的提高。当f-BNNS填充质量分数为5wt%时,屈服强度和弹性模量分别达到175.2 MPa和4.52 GPa,较纯PVA分别增加了45.3%和53.7%。通过f-BNNS和PVA分子结构及断面形貌分析可以推断,f-BNNS表面大量氨基与PVA分子羟基间氢键相互作用有效提升了填料与基体间的界面作用力。     

聚乙烯醇的塑化改性及其加工工艺研究

以甘油、二乙醇胺和山梨醇为复配增塑剂,首先对PVA进行预塑化处理,再通过密炼机对预塑化后的PVA进行塑化加工,然后采用平板硫化机热压成膜法,将其制备为改性PVA薄膜。系统研究了改性PVA的塑化加工工艺,得出了最佳的塑化加工工艺条件,并采用差示量热扫描仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)和万能拉力机对改性PVA薄膜的热熔融行为、微观形貌和力学性能进行了表征。结果表明:甘油/二乙醇胺/山梨醇复配质量比为1:1:1时,塑化剂分子形成了良好的协同增塑效应,显著地降低了PVA的热熔融温度;改性PVA的最佳预塑化条件为50℃的预塑化温度下,预塑化12h;最佳密炼工艺条件为180℃的混炼温度、30r/min的转速下,混炼20min。在此最佳塑化加工工艺条件下,当复配剂添加质量分数为25%(各复配增塑剂的复配质量比为1:1:1)时,改性PVA的熔点为161.6℃,相对于纯PVA下降了33.4℃。     

长链乙烯酯改性聚乙烯醇的熔融结晶与热分解行为

采用少量长链乙烯酯类单体(Va)与醋酸乙烯酯共聚后再醇解的方法制备了兼具聚乙烯醇(PVA)优良物理力学性能且可熔融加工的PVA。采用差示扫描量热法(DSC)、热重分析(TG)研究了共聚单体对PVA熔融结晶行为及热分解行为的影响,结果表明,与少量Va单体共聚在PVA分子链上形成的长链侧基,减小了PVA分子链的结构规整性,增加了PVA相邻分子间的距离,使其结晶能力减小,熔点降低;并可屏蔽相邻羟基间的脱除,使其热分解温度提高;当Va含量为4%时,改性PVA的熔点与分解温度相差达92.8℃,获得较宽的热塑加工窗口,在不添加任何增塑剂的条件下可热塑加工,拉伸强度可达64.3MPa。     

汉麻纤维表面改性对其增强聚丙烯复合材料性能及挥发性有机化合物释放影响

通过非织造-热压工艺制备了汉麻纤维增强聚丙烯（HF/PP）复合材料。采用热重-质谱联用仪（TG-MS）研究了HF/PP复合材料的挥发性有机化合物（Volatile organic compounds,VOC）释放来源及汉麻经聚乙烯醇（PVA）改性和尿素改性对HF/PP复合材料VOC释放的影响,同时研究了两种改性方法对HF/PP复合材料热学性能和力学性能的影响。结果表明：HF/PP复合材料中的VOC主要来源于汉麻纤维,改性后的HF/PP复合材料力学性能相比未处理的均有不同程度的提升,尿素改性后,HF/PP复合材料的拉伸强度和弯曲强度达到最大值,较未处理时分别提升了19.32%和15.04%。PVA改性后,HF/PP复合材料的拉伸模量、弯曲模量和剪切强度达到最大值,相比未改性时分别提升了17.72%、15.94%和24.72%。改性后HF/PP复合材料热稳定性能和VOC释放相较未处理时均得到了优化：PVA改性后HF/PP复合材料热稳定性最优,三个阶段总活化能较未处理时提高了121.99%,达到了392.56 kJ·mol^-1,并且HF/PP复合材料热稳定性与界面性能密切相关;尿素及PVA改性后HF/PP复合材料的总VOC（TVOC）释放量相较未处理时均降低。     

Ag纳米线/聚乙烯醇复合材料制备及其电磁脉冲响应特性

为研究非线性导电复合材料在电磁脉冲作用下的响应特性,采用多元醇法合成了具有较高长径比的Ag纳米线（AgNWs）,并以聚乙烯醇（PVA）为基体,制备了不同体积分数的AgNWs/PVA复合材料样品。使用功率器件分析仪和脉冲响应测试系统分别测试AgNWs/PVA复合材料的场致非线性导电特性和电磁脉冲响应特性。结果表明,AgNWs/PVA复合材料在一定的体积分数区间内具有优异的非线性导电特性;在阈值电压下,AgNWs/PVA复合材料的电导率迅速增大,电流存在约四个数量级的大幅度的跃变,填充体积分数为1.05vol%的AgNWs/PVA复合材料非线性系数α可达1 959.89。在AgNWs/PVA复合材料的方波脉冲阈值电压附近,脉冲响应测试系统的示波器上输出波形的电压幅值出现了明显的衰减,表明在方波脉冲作用下AgNWs/PVA复合材料的电导率迅速增大。AgNWs/PVA复合材料具有电磁能量的低通特性,在具有信息收发功能的电子设备的强电磁脉冲防护领域具有广阔的应用前景。      

驻极体-增塑剂复合改性聚乳酸熔喷非织造材料的制备及性能

分别采用无机纳米SiO₂或一种商用有机助剂（O-electret）作为驻极体改性剂,并通过引入环氧大豆油（ESO）和聚乙二醇（PEG）作为增塑剂对聚乳酸（PLA）进行了复合改性,在传统工业熔喷生产线上制备了具有可生物降解特性的驻极体-增塑剂/PLA熔喷非织造复合材料。利用转矩流变仪和熔融指数仪测试了复合改性PLA切片的流动性,发现加入ESO和PEG能使熔融指数提高到110 g/10 min。利用DMA测试了驻极体-增塑剂/PLA熔喷非织造复合材料的力学性能,发现采用增塑剂改性后能显著提高材料的拉伸强度和塑性。利用滤料综合性能测试台测试了的驻极体-增塑剂/PLA熔喷非织造复合材料的过滤性能,结果显示,驻极改性能够使其过滤PM2.5的效率提高至86%及以上。利用SEM研究了驻极体-增塑剂/PLA熔喷非织造复合材料表面的微观形貌,结果表明,采用驻极体改性后,细纤维的比例显著增加;采用增塑剂改性使纤维更细更长,纤维间交错更加复杂。      

天然细菌纤维素增强不饱和聚酯树脂复合材料的制备及性能

将天然纤维-细菌纤维素（BC）作为增强材料加入不饱和聚酯树脂（UPR）基体中,采用RTM工艺制备BC/UPR复合材料,并对其力学性能、吸湿性能进行了研究。通过紫外辐照方法探讨了BC/UPR复合材料的降解性能。研究结果表明:通过对细菌纤维素的表面改性,在亲水性的天然纤维和疏水性的高聚物基体之间形成了化学键结合,提高了BC/UPR复合材料的力学性能;BC纤维体积分数的增加也有助于提高力学性能, 当纤维体积分数为20%时,该复合材料拉伸强度最高可达152.9MPa; BC/UPR复合材料的吸湿过程符合Fick定律,吸湿可导致力学性能下降; BC/UPR复合材料吸收光能后,表面含氧官能团数量增加,发生一定程度的光降解。      

聚合物复合膜的制备及吸液性能研究

将聚丙烯（PP）微孔膜浸渍于偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物（PVDF-HFP）／增塑剂／丙酮混合浆液中,通过改变PVDF—HFP含量、DBP含量和增塑剂种类,制备了一系列聚合物复合膜,并以正丁醇为介质,测量了复合膜的吸液率．结果显示：PVDF-HFP的质量分数为4％[m（PVDF-HFP）：m（DBP）=1：1]及以DBP为增塑剂的浆液处理PP多孔膜得到的复合膜具有较高的吸液率;复合膜吸液率也随DBP含量的增加而增加．