聚三氟氯乙烯/氧化石墨烯复合材料结晶行为及性能的研究

采用熔融共混工艺制备聚三氟氯乙烯(PCTFE)/氧化石墨烯(GO)复合材料，研究了GO含量对复合材料的结晶行为、热降解性能、力学性能与阻隔性能的影响，并分析体系性能变化的机制。结果表明：GO的加入可提高复合材料的力学强度与刚性。当GO含量为0.5%时，PCTFE/GO-0.5的拉伸强度可达45.5 MPa，较PCTFE提升了10%。当GO含量为2.0%时，PCTFE/GO-2.0的弹性模量与储能模量分别为903 MPa和21.1 GPa，分别较PCTFE提升13%和26%。复合材料的玻璃化转变温度较PCTFE升高1.7～6.1℃。力学性能的提升可归因于GO对PCTFE基体的增强作用。GO也能够作为PCTFE的异相成核剂，促进其成核，提高结晶度。GO对提升PCTFE的气体阻隔性能效果显著。随GO含量的增加，复合材料的氢气渗透系数逐渐降低。当GO含量为2.0%时，PCTFE/GO-2.0的氢气渗透系数可低至4.23×10^-15 cm³·cm/(cm²·h·Pa)，较PCTFE下降22%。     

HDPE/改性蛭石复合材料的制备与气体阻隔性能研究

利用改性后的蛭石作为填充材料,通过熔融共混法制备了高密度聚乙烯(HDPE)/改性蛭石复合材料。研究了改性蛭石的添加量对复合材料热稳定性能、结晶性能、力学性能和氧气阻隔性能的影响。结果表明,相比纯HDPE,HDPE/改性蛭石复合材料仍能保持较好的拉伸强度,当含量为1%时拉伸强度为24.1 MPa,断裂伸长率先提高后下降,当含量为0.5%时断裂伸长率达到最高为535%;改性蛭石的加入提升了材料的韧性,当改性蛭石含量为1%时材料缺口冲击强度达到最高为45.8 kJ/m²;HDPE/改性蛭石复合材料的氧气阻隔性能明显提升,当改性蛭石含量为1%时材料的氧气阻隔性能达到最优,氧气渗透系数为6.9×10^-15 cm³·cm/(cm²·s·Pa)。     

PVA基高阻隔复合材料的制备和性能表征

在PVA中加入具有特定官能团的烯烃类共聚物,考察复合材料的加工和阻隔特性。结果表明,PVA含量为70%～80%时,能改善PVA材料原有的吹塑成型困难的问题。复合材料在23℃,0%RH条件下的O₂透过率小于0.1cm³·um/m²·24h·kPa,阻隔性能优良,为PPA高阻隔复合材料在特定需求的实际应用中提供参考。     

聚乳酸纤维/聚乙烯醇纤维协同增强热塑性淀粉复合材料

为提高热塑性淀粉（TPS）塑料的力学和耐水性能,通过挤出工艺制备了含量为1 %（质量分数,下同）的聚乳酸纤维（PLAF）及不同含量的聚乙烯醇纤维（PVAF）共同增强的热塑性淀粉复合材料。研究了含量为0.2 %~1.4 %的PVAF对TPS/PLAF/PVAF复合材料力学性能、断面形貌、耐水性能及转矩流变性能的影响。结果表明,同时加入PLAF和PVAF能有效提高复合材料的力学性能及表面耐水性能;当PLAF和PVAF含量为1 %时,复合材料的拉伸强度从纯TPS的1.98 MPa提高到10.53 MPa,冲击强度由纯TPS的33.4 kJ/m²提高到62.23 kJ/m²,水接触角由纯TPS的46.34°提高到65.02°,TPS/PLAF/PVAF复合材料的平衡扭达到最大值15.75 N·m。     

干燥温度对纳米氧化石墨烯/PHBH复合膜结构及性能的影响

通过溶液浇铸法制备得到纳米氧化石墨烯（GO）/聚羟基丁酸-羟基己酸酯（PHBH）复合膜,利用SEM、XRD、DSC、拉伸测试、阻隔测试及透明度测试等检测手段,研究了不同干燥温度对复合膜结构及性能的影响,优化了制备工艺。结果表明：随着干燥温度的升高,GO在PHBH中的分散性以及复合膜的结晶度、断裂伸长率和阻隔性先增加后减小,而拉伸强度及透光率则随温度的增加而增加。当干燥温度为45℃→55℃梯度升温时,GO在PHBH中均匀分散,且复合膜的断面光滑,有良好的结晶度、热稳定性、力学及阻隔性能,其拉伸强度、断裂伸长率可分别达到20.11MPa、17.47%,且透氧系数及水蒸气透过系数分别为48cm³/(m²·d)、13.33g/(cm²·d),综合性能优于其他干燥温度下的复合膜。     

PGA/PBAT复合材料的性能及应用研究

采用熔融共混法制备了一系列不同组分含量的聚乙醇酸（PGA）/聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯（PBAT）复合材料,对复合材料的耐热性能、力学性能和水气阻隔性能进行了表征。结果表明,当PGA含量为80 %（质量分数,下同）时,注塑样条的拉伸强度为68.80 MPa、断裂伸长率为72.15 %、冲击强度为16.00 kJ/m²、负荷变形温度为120 °C,表明该复合材料可用于制备一次性餐具;当PGA含量为20 %时,吹塑薄膜的纵横向拉伸强度均在25 MPa以上,纵横向断裂伸长率均在600 %以上,表明该复合材料可用于生产膜袋产品;此外,随着PGA含量的增加,PGA/PBAT材料的水气阻隔性能也逐渐增加,其中含20 %PGA的PGA/PBAT复合膜的水蒸气透过率为纯PBAT薄膜的1/7。     

耐油增容剂POE⁃g⁃AN对EVA/PE⁃LLD电缆料性能影响的研究

采用自制乙烯⁃辛烯共聚物接枝丙烯腈（POE⁃g⁃AN）耐油增容剂,对乙烯醋酸乙烯脂（EVA）/线性低密度聚乙烯（PE⁃LLD）电缆料的耐油性能、力学性能、电性能进行了研究。结果表明,随着POE⁃g⁃AN含量的增加,材料的拉伸强度、耐油性能、电性能均呈先增大后减小的趋势,而断裂伸长率不断增加。当接枝物含量为6 %（质量分数,下同）时,体系中各相间相容性改善效果最好,此时改性电缆料的耐油性、拉伸强度、断裂伸长率、质量、体积变化率的绝对值最小,分别为35.7 %、34.6 %、15.69 %和15.35 %;拉伸强度提升了8.5 %,达到13.02 MPa,断裂伸长率最大为274.15 %;直流击穿场强最高为199 kV/mm,体积电阻率最大为7.84×10¹² Ω·m。     

海藻酸钠/CNC/山梨酸钾复合膜的制备及性能研究

以海藻酸钠为基材,纤维素纳米晶(CNC)为增强增韧剂,以山梨酸钾为防腐保鲜剂,采用流延法制备海藻酸钠/CNC/山梨酸钾复合膜。研究CNC、山梨酸钾的加入对海藻酸钠膜光学性能、力学性能、水蒸气阻隔性能等的影响。结果表明：随着CNC含量的增加,复合膜的透光率先增加后降低;添加山梨酸钾后,复合膜的透光率逐渐下降。CNC的加入使复合膜的拉伸强度和断裂伸长率均先提高后降低,水蒸气阻隔性能先降低后升高。随着山梨酸钾的添加,复合膜的拉伸强度逐渐降低,断裂伸长率先降低后增加,水蒸气阻隔性能先升高后降低。当CNC含量为5%、山梨酸钾含量为3%,复合膜的拉伸强度为120.78 MPa,断裂伸长率为4.38%,水蒸气透过系数为7.62×10^-13 g·cm/(cm²·s·Pa),与纯海藻酸钠膜相比,分别提高了21.66%、27.33%和17.59%,复合膜综合性能最佳。     

环氧树脂/纳米纤维素复合材料的制备与性能研究

以木粉为原料制备纳米纤维素（CNF）,经甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）改性后采用溶液共混法与环氧树脂（EP）复合,制得EP/CNF⁃GMA复合材料;通过对EP/CNF、EP/CNF⁃GMA复合材料力学性能、透光性能、亲水性、热稳定性和微观结构的表征,研究了CNF和GMA含量对复合材料性能的影响及其机理。结果表明,EP/CNF复合材料的拉伸强度、断裂伸长率、透光率随CNF含量的增大呈先增后减的变化趋势,亲水性随CNF含量的增大而增大;CNF含量为0.6 %（质量分数,下同）时,EP/CNF复合材料性能最优,拉伸强度为32.166 MPa,断裂伸长率为20.995 %,600 nm处透光率为79.8 %,接触角为77.34°。经GMA改性后,CNF与EP的相容性得到了改善,提升了EP/CNF复合材料的力学性能和热稳定性;随GMA含量的增加,EP/CNF⁃GMA复合材料的拉伸强度、断裂伸长率、透光率和亲水性均发生变化;GMA含量为4.8 %时EP/CNF⁃GMA复合材料性能最佳,拉伸强度为57.933 MPa,断裂伸长率为18.762 %,600 nm处透光率为86.3 %,接触角为81.42 °。     

硅/巯基复合改性光固化WPUA涂料制备及其性能

采用端羟基硅油（HS）、季戊四醇四-3-巯基丙酸酯（PETMP）先后改性紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯（WPUA）,探究了HS及PETMP添加量对涂膜性能的影响。FTIR表征了改性前、后产物的结构;测试了乳液粒径,并利用TEM和SEM对乳液形貌和涂层断面进行了分析。通过涂膜附着力、硬度、柔韧性、抗冲击、接触角、综合热分析、电化学阻抗谱及极化曲线等测试评价涂层的机械性能、疏水性、耐热性及防腐性能。结果表明：当HS及PETMP添加量分别为3%、5%时,硅/巯基复合改性的紫外光固化WPUA涂层相对于改性前,硬度由HB提升为3H,附着力由3级提升到1级,柔韧性为0.5mm,耐冲击为50cm,接触角由68.5°提升到90.5°,吸水率由18.78%降低为6.94%;涂层的热稳定性显著增强;涂层阻抗由1.86×10⁶Ω·cm²增大到6.45×10⁷Ω·cm²,E_coor由 -1.069V正移到-0.4215V,I_coor由2.12×10^-8A/cm²减小到8.11×10^-10A/cm²,年腐蚀速率为0.0242mm。表明HS及PETMP的引入显著提升了涂层的综合性能。     

赤泥对聚乳酸热性能、力学性能和发泡行为的影响研究

通过熔融共混法制备了二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）改性的聚乳酸/赤泥（PLA/RM）复合材料,并利用超临界CO₂固相发泡法对复合材料进行发泡,采用差示扫描量热仪、万能试验机和固相发泡法对复合材料的结晶行为、力学性能和发泡行为进行了研究。结果表明,RM对PLA具有促进结晶的效果,结晶度由5.34 %提高至13.89 %;RM含量对材料的泡孔参数具有明显控制作用;当加入5 %（质量分数,下同）的RM时,发泡材料的泡孔密度降低至1.82×10⁷ 个/cm³,发泡倍率达到2.25倍,当RM为3 %时添加MDI时,泡孔密度由3.28×10⁷个/cm³提高到12.46×10⁷个/cm³,发泡倍率由2.26倍提高到12.40倍;RM和MDI协同作用对PLA泡沫的泡孔形态和力学性能具有显著的调控作用。     

含巯基聚硅氧烷改性环氧树脂的制备及性能

以双酚A环氧树脂（E51）为基料、聚醚胺（D?230）为固化剂、含巯基聚硅氧烷（PMMS）为改性剂,分别经过简单物理混合和化学改性的方法,制备了一系列聚硅氧烷改性环氧树脂（E51⁃D⁃PMMS）固化物。通过衰减全反射红外（ATR?FTIR）和X射线衍射仪（XRD）表征了固化物的结构特征;通过拉伸测试和冲击实验、扫描电子显微镜（SEM）、接触角测量（CA）、动态热力学分析（DMA）及中性盐雾实验探究了改性固化物的力学性能、热稳定性、防腐性能等。结果表明,化学改性的E51?D?PMMS固化物的综合物理化学性能优于简单物理改性的,当PMMS含量为1 %（质量分数,下同）时,改性固化物的拉伸强度为74.63 MPa,较改性前提高了13.5 %,断裂伸长率提高了40.2 %,冲击强度提高了43.7 %;水接触角从改性前的72.8 °增至100.3 °,表面能从39.4 J/m²降至17.4 J/m²,吸水率下降了44 %,耐水性能大大增强;其防腐性能和玻璃化转变温度（T_g）也有一定的提升。     

聚乙烯醇 /改性氧化石墨烯阻隔涂层的制备及性能研究

为研制高阻隔性能的聚乙烯醇涂层,选用氨基磺酸盐化合物对氧化石墨烯（GO）进行化学改性制备改性氧化石墨烯（SGO）,与聚乙烯醇（PVA）溶液共混制备了聚乙烯醇 /改性氧化石墨烯纳米复合膜及纳米复合涂层（PET基材）。探究了 SGO的结构变化及对复合膜力学性能的影响,以及不同含量的 SGO（20%~80%）对 PVA/SGO复合涂层阻水阻氧性能的影响。结果表明：氨基磺酸盐化合物成功改性并插入 GO层间; SGO的加入增强了复合膜的拉伸强度;复合涂层具有良好的有序排列结构,这种结构降低了 PET的水蒸气透过率和氧气透过量,当 SGO含量为 80%时, PET的水蒸气透过率和氧气透过量都达到最低,为 6. 99 g/（m²·d）和 0. 33 cm³（/ m²·24 h·0. 1 MPa）,同时在高湿度下复合涂层也保持较低的氧气透过量。     

不同玻璃纤维含量对PTFE增强PEEK复合材料摩擦学性能的影响

以聚四氟乙烯(PTFE)为增强相,加入不同含量的玻璃纤维(GF),通过注塑成型方式,制备PEEK/PTFE复合材料,使用力学试验机进行拉伸试验,利用摩擦试验机进行表面摩擦试验,利用白光仪对磨痕数据和三维形貌进行观测,使用扫描电子显微镜对磨痕进行观测与分析。结果表明：当GF含量越高,复合材料最大应力越高,应力增大的斜率越明显。当GF含量增至30%,复合材料的最大应力提高至183 MPa。当GF含量逐渐升高,复合材料表面的摩擦系数降低。当GF含量为30%,复合材料的摩擦系数降至0.08。当GF含量为0、15%、30%,复合材料磨损率分别为3.59×10^-6、2.30×10^-6、1.78×10^-6 mm³/(N·m)。GF含量越高,复合材料的硬度越高,耐磨损性能越好。     

两种羧酸盐成核剂的制备及其对聚丙烯的成核效果研究

合成了两种具有相似化学结构的聚丙烯（iPP）α晶型成核剂二环［2.2.1］庚⁃5⁃烯⁃2,3⁃二羧酸钠（NA₁）和二环［2.2.1］庚烷⁃2,3⁃二羧酸钠（NA₂）,研究了其在iPP中的成核效果。首先,利用差示扫描量热仪（DSC）和偏光显微镜（PLM）分别考察了两种成核剂对iPP结晶行为的影响。结果表明,当NA₁和NA₂的含量为0.3 %（质量分数,下同）时,iPP的结晶峰值温度分别提升了14.5 ℃和16.0 ℃。同时,两种成核剂都能够明显细化iPP球晶尺寸。其次,利用广角X射线衍射仪（WXAD）对成核iPP进行了表征,两种成核剂都诱导iPP产生了α晶型,说明均为α晶型成核剂。然后,对成核iPP的力学性能进行了表征。结果表明,随着两种成核剂用量的增加,iPP的拉伸强度和弯曲模量呈现先升高后平稳的趋势。当NA₁和NA₂含量为0.05 %时,成核iPP的拉伸强度较纯iPP分别提升了4.6 %和8.6 %,弯曲模量分别提升了8.2 %和21.7 %;冲击强度基本保持不变。     

热处理蔗渣纤维素/PVA复合膜的制备及性能研究

为提高纯蔗渣纤维素膜的包装性能,通过热处理和氢键作用制备性能优良的蔗渣纤维素/聚乙烯醇(PVA)复合膜。对复合膜的结构、力学性能、阻隔性、耐水性等进行综合表征分析。结果表明,经过170℃热处理后,含4%PVA的蔗渣纤维素复合膜的综合性能最佳。由于纤维素与PVA之间氢键以及热处理后醚键的共同作用,复合膜拉伸强度与断裂伸长率分别达到了52.83 MPa和26.32%,相比纯纤维素膜分别提高了约33%和500%。PVA的引入使得复合膜的氧气透过率[0.75×10^-14 cm³·cm/(cm²·s·Pa)]相比纯纤维素膜[3.6×10^-14 cm³·cm/(cm²·s·Pa)]降低了5倍。此外,复合膜的力学性能与透氧性能对高湿度的敏感性较低,表明其有良好的耐水性。综合分析表明,复合膜在食品包装材料方面,具有潜在的应用前景。     

改性纤维素纳米晶/水性聚氨酯防腐涂料的制备

采用γ-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)对纤维素纳米晶(CNC)进行表面改性，通过原位聚合法将改性CNC与水性聚氨酯(WPU)交联复合，在交联剂三羟甲基丙烷(TMP)的协同作用下，合成高度交联的改性CNC/WPU复合材料。通过FTIR、XRD、SEM、拉伸实验、电化学极化曲线和EIS表征了复合材料的结构及性能。结果表明，TMP含量[以聚丙二醇(PPG)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)总质量为基准，下同]2.0%与改性CNC含量(以PPG和IPDI总质量为基准，下同)1.5%共同添加制备的CNC/WPU复合材料性能最优，所得复合涂层表面致密，拉伸强度较空白WPU样品得到明显提高；涂层吸水率降至约6.0%，耐水性能良好；腐蚀电流密度降至9.76×10^–8 A/cm²，阻抗谱容抗弧半径达3.15×10⁷Ω·cm²，盐水中浸泡168 h涂层表面无明显变化，是综合性能优良的耐腐蚀涂料。     

有机金属框架材料/水性环氧树脂复合涂层性能研究

为提高水性环氧树脂的机械及防腐性能,首先制备有机金属框架材料,得到三种不同的有机金属框架材料,然后按照不同比例与水性环氧树脂混合均匀得到复合乳液,将其固化为涂层和薄膜。通过扫描电子显微镜、热重分析仪、电化学工作站等对有机金属框架材料和复合薄膜、涂层进行表征。结果表明,加入有机金属框架材料后,水性环氧树脂薄膜性能有所增强。其中加入质量分数为0.3%的ZIF-8/EP复合材料时性能较好,薄膜的拉伸强度为14.68 MPa,与水的接触角为64.4°,阻抗为1.045×10⁹Ω/cm²,相比于纯环氧树脂,其阻抗提升了8.383×10⁸Ω/cm²,薄膜的拉伸强度提升了399.3%,水接触角增加了25.9°。     

Mo2N量子点@N-掺杂石墨烯复合材料的制备及储锂性能

为改善钼氮化物的电化学储锂性能，以钼酸铵、六次甲基四胺及氧化石墨烯（GO）为原料，通过水热、冷冻干燥及在H₂/N₂混合气中热处理，制备了Mo₂N量子点@氮掺杂石墨烯复合材料（Mo₂N-QDs@Ngs），并探究了GO复合量对电化学储锂性能的影响。透射电子显微镜（TEM）测试结果表明：制备的Mo₂N量子点尺寸约为2~5 nm，Mo₂N量子点均匀地分布在氮掺杂石墨烯的表面。电化学测试结果表明：当GO复合量为30%时（Mo₂N-QDs@Ngs-30），制备的复合材料具有最佳的电化学储锂性能，其在0.1 A·g^-1的电流密度下具有699 mA·h·g^-1的比容量，在2 A·g^-1下仍具有286 mA·h·g^-1的比容量。     

共改性煤粉增强丁苯橡胶的硫化、力学和热稳定性能研究

将硅烷偶联剂KH⁃560和硫化促进剂CZ共改性煤粉（Coal）作为增强填料加入到丁苯橡胶（SBR）中制备改性SBR/ Coal复合材料,通过设置不同的共改性Coal的添加量,寻找KH⁃560、CZ共改性Coal增强丁苯橡胶的最佳实验配比。结果表明,KH⁃560的最佳添加量为Coal质量的5 %,此时SBR/ Coal⁃KH560复合材料的力学性能最佳; KH⁃560和CZ改性Coal可以明显减少Coal团聚现象,在丁苯橡胶中均匀分散。当Coal⁃KH560⁃CZ添加量为40 %时,与纯SBR相比,拉伸强度由1.66 MPa升高至2.9 MPa,断裂伸长率由295 %升高至390 %,撕裂强度由7.1 N/mm增加至11.6 N/mm,复合材料的力学性能和热稳定性能得到改善,加工性能也得到较大提升。