熔融共混制备尼龙6/纳米SiO2复合材料与性能研究

通过熔融共混将表面经硅烷偶联剂改性处理的纳米SiO2与尼龙6(PA6)切片共混,以双螺杆挤出机制备了纳米SiO2增强尼龙6复合材料,其中,纳米SiO2的质量分数为2.5%;借助差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TG)、数控毛细管流变仪等仪器研究了其热学性能与流变性能. 结果表明:经硅烷偶联剂表面改性处理的纳米SiO2分散性好,制备的尼龙6/纳米SiO2复合材料热稳定性有所改善、结晶度下降、熔体黏度的切敏性增加.     

原位聚合PA66/SiO_2纳米复合材料制备及其性能研究

通过原位聚合法制备PA66/SiO_2纳米复合材料,利用SEM、TEM观察复合材料的微观结构,利用DSC分析复合材料的熔融和结晶行为,测试了其热性能和力学性能,探讨复合材料的结构与性能之间存在关系.结果表明:当SiO_2纳米颗粒质量分数为0.8%时,可以均匀地分散在PA66基体中,SiO_2纳米颗粒的加入提高了复合材料的结晶度,改善了其力学性能和热性能.     

PA6/OC纳米复合材料的制备及性能研究

以丙烯酸(AA)作为增容剂,采用熔融插层法制备了尼龙(PA)6/有机粘土(OC)纳米复合材料.采用X-光衍射仪(XRD)观察测试了复合材料的微观分散结构,研究了增容剂用量、粘土含量对所制备的复合材料的力学性能、热性能和阻隔性能的影响.实验结果表明:在研究范围内,与纯尼龙6相比,所制备的纳米复合材料的力学性能、热性能和阻隔性能均明显提高.当丙烯酸含量为2/3份(phr),有机粘土含量为4份(phr)时,PA 6/OC纳米复合材料的拉伸强度提高了约34%,同时材料具有较好的冲击韧性;热变形温度提高了18.2℃;吸水率下降了0.6%.     

纳米SiO2的表面处理及HDPE/SiO2复合材料研究

采用多种方法对纳米SiO2粒子进行表面处理,通过母料法工艺制备了HDPE/纳米SiO2复合材料,研究了纳米SiO2的含量对HDPE复合材料性能的影响.结果表明:经适当处理的纳米SiO2粒子能均匀地分散在HDPE中,能显著改善HDPE复合材料的力学性能;当纳米SiO2的质量分数为6%时,HDPE复合材料的综合力学性能最佳.     

不添加相容剂的尼龙6/热致液晶聚酰胺复合材料的热性能与结晶行为

通过DSC,TGA,WAXD以及POM等检测方法研究了用共溶剂法制备热致液晶聚酰胺(TLCPa)与尼龙6(PA6)的复合材料的热性能和结晶行为。结果表明,随着TLCPa质量分数的增加,PA6/TLCPa30复合材料的起始降解温度较纯PA6提高了近27℃。结晶行为的研究表明,TLCPa的加入降低了结晶速度和结晶度,结晶受到抑制。XRD图谱证实TLCPa进入到PA6的结晶过程,少量TLCPa的加入并不影响PA6的晶体结构,PA6还是以α晶为主。当TLCPa的质量分数达到40%以上时,图谱出现非晶包。用POM观察,晶体边界模糊,晶体形貌有一定程度的细化。     

载荷对氧化锌晶须增强尼龙摩擦磨损的影响

采用热压成型方法制备了不同质量分数氧化锌晶须(ZnOw)尼龙1010(PA1010)复合材料,对复合材料的力学性能和摩擦学性能进行了试验研究,分析了复合材料的磨损机理.结果表明,填充ZnOW可以增加尼龙的压缩强度和弹性模量;提高并稳定尼龙复合材料的摩擦系数,增强复合材料的抗磨损性能.纯尼龙随着载荷的增大摩擦系数急剧降低,磨损率上升,而复合材料的摩擦系数和磨损率受载荷的影响较小.当ZnOw质量分数达到15%时,复合材料的摩擦系数最高,磨损率最低.纯尼龙的磨损随着正压力的增加由磨粒磨损和轻微黏着磨损转变为热破坏.ZnOw/PA复合材料随着ZnOw质量分数的增加,磨损由黏着磨损,转变为犁沟、疲劳断裂和转移膜的反向转移.     

MC尼龙6／纳米ZnO复合材料等温结晶动力学的研究

采用原位聚合反应制备了MC尼龙6／纳米ZnO复合材料,并用差示扫描量热法（DSC）研究了MC尼龙6／纳米ZnO复合材料的等温结晶动力学。结果表明,在188～196℃时MC尼龙6及MC尼龙6／纳米ZnO复合材料结晶速率主要由成核过程控制。MC尼龙6／纳米ZnO复合材料的结晶速率G比MC尼龙6提高了0．1～0．3min^-1.研究发现,纳米ZnO的加入起到了异相成核的作用,提高了MC尼龙6的结晶速率。MC尼龙6和MC尼龙6／纳米ZnO复合材料的结晶速率G和结晶速率常数k均随结晶温度的升高而降低,半结晶时间t1/2和达到最大结晶速率的时间tmax随结晶温度的升高而缩短。但是MC尼龙6／纳米ZnO复合材料比MC尼龙6降低的幅度更大。     

导电性MWCNTs/PA6复合材料制备与性能表征

为提高复合材料的导电性,采用熔融共混法制备了一系列高质量分数(最高达10%)的多壁碳纳米管(MWCNTs)/聚酰胺6(PA6)复合材料,使用SEM、DSC、TG、XRD和电导率测试等测试手段对材料的微观形貌、热性能、结晶性能以及导电性能进行了表征.研究表明:MWCNTs的分散性较好.PA6基体的结晶行为、热性能以及晶体结构随着MWCNTs质量分数的提高而有所改变.当MWCNTs质量分数达到10%时,复合材料的电导率可达14.29 S/m.     

母料-熔融共混法制备TPU/TRG纳米复合材料

为改善热塑性聚氨酯(TPU)的力学和热性能,采用热剥离-还原石墨烯纳米片(TRG)为改性剂,经母料-熔融共混法制备TPU/TRG纳米复合材料,采用扫描电子显微镜(SEM)、X线光电子能谱、拉伸性能测试、X线衍射(XRD)和示差扫描量热法(DSC)等表征天然石墨粉、氧化石墨和TRG的形貌以及复合材料的力学、热学和微观结构。结果表明,TRG的加入能显著提高TPU基体的力学性能,当加入少量(质量分数1%)的TRG时,TPU/TRG纳米复合材料的弹性模量与纯TPU相比提高了64%,TRG的加入还提高了TPU的定伸(100%)应力。DSC测试表明,TRG的加入提高了复合材料的热性能,当加入质量分数1%的TRG时,其熔融温度和结晶温度分别提高了约14℃和11℃。XRD和SEM分析表明,TRG已经均匀地分散到TPU基体中。     

尼龙66/氧化石墨烯纳米复合材料力学性能的分子动力学模拟

氧化石墨烯是一种理想的纳米填料,可以用于提高聚合物复合材料的力学性能。利用分子动力学模拟和ReaxFF反应力场研究了尼龙66/氧化石墨烯纳米复合材料的力学性能。模拟结果表明:氧化石墨烯片在尼龙66基体中具有较好的分散性,加入5片氧化石墨烯片后(质量分数为3%),尼龙复合材料在室温下的密度为1.12g/cm3,玻璃化转变温度为389 K;复合材料的屈服强度和杨氏模量比纯尼龙66分别提高了27%和49%,达到2 512 MPa和9 448 MPa;氧化石墨烯分子和尼龙分子链间能形成分子间氢键,通过氢键分析揭示了尼龙66/氧化石墨烯复合材料力学性能增强的微观机理,当拉伸过程开始后,每片氧化石墨烯和尼龙分子链间的氢键数量保持在3~4个,这些分子间氢键使得氧化石墨烯片和尼龙分子间保持着较强的结合力,尼龙基体所受的拉伸应力能够转移到强度更高的氧化石墨烯片上,从而实现材料力学性能增强的效果。     

填料特性对尼龙摩擦学性能的影响及作用机理

在尼龙１０１０（ＰＡ１０１０）中分别添加颗粒状、层状、纤维状填料,制备出系尼龙基复合材料,利用环块磨损实验机研究了填料的形态,性质对尼龙基复合材料干摩擦条件下摩擦学性能的影响。结果表明,当填料的质量分数为３０％时,玻璃纤维、高岭土、铝粉、二氧化硅以及氧化铜均能改善ＰＡ１０１０的摩擦学性能,其中以玻璃纤维（ＧＦ）最为显著,层状结构的高岭土也有较好的效果,其他３种各向同性填料的改性效果差别较小,利用高倍显微镜对尼龙及其复合材料的转移行为,磨损机理以及填料减磨机理进行了研究,分析表明,填料的加匀不同程度的促进了复合材料向对介副表面的转移、改善了材料的摩擦学性能,而各种填料的减磨机理也不一样,尼龙基复合材料的磨损形式以粘着磨损,疲劳磨损为主,此外还有磨粒磨损,在给定实验条件下,ＰＡ１０１０复合材料含有质量分数为３０％的     

Preparation and Properties of Heat Resistant Polylactic Acid(PLA)/Nano-SiO_2 Composite Filament

In order to improve the thermal properties of polylactic acid(PLA) filament,nano-SiO_2 was applied to mix with PLA,then they were spun as composite filament by melt-spinning.The dispersion of nano SiO_2 and the fracture surfaces of filaments were studied by scanning electron microscopy(SEM).The properties of composite filament,such as orientation degree,mechanical properties,and surface friction properties,were analyzed.The thermal performances of composite filament were analyzed by differential scanning calorimetry(DSC) and thermo gravimetric analysis(TGA).The results showed that the nano-SiO_2 modified by 5% KH-550 could disperse evenly and loosely in nano-scale,and 1 wt% and 3 wt% nano-SiO_2 dispersed throughout PLA evenly.As the quantity of nano-SiO_2 increased,the properties of composite filament,such as orientation degree,friction coefficient,thermal decomposition temperature,and glass transition temperature,increased more or less.The breaking tenacity increased when 1 wt% SiO_2 was added in PLA,but declined when 3 wt% SiO_2 was added.     

功能化氧化石墨/聚羟基丁酸酯纳米复合材料的制备与性能研究

采用溶液插层技术制备功能化氧化石墨/聚羟基丁酸酯纳米复合材料(MGO/PHB),利用红外光谱分析(FTIR)和原子力显微镜(AFM)对MGO的表面结构进行表征,并用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、示差扫描量热仪(DSC)及拉伸试验分别对MGO/PHB的微观形貌、结晶性能及力学性能进行分析测试。结果表明:MGO的加入加速了PHB基体的结晶并导致结晶度增大;氧化石墨经表面功能化处理后,改善了MGO片在PHB基体中的均匀分散以及其与PHB基体的界面相互作用;随着MGO质量分数的增加,复合材料的断裂强度先降低后增大,而与纯PHB相比,复合材料都表现出更高的断裂模量值,但复合材料的力学性能变化与MGO添加量的阀值有一定关系。     

纳米SiO_2增强增韧聚丙烯(PP)的研究

采用微胶囊包覆的方法对二氧化硅无机纳米粒子(nano SiO2)进行了表面处理,然后通过熔融共混法制备聚丙烯(PP)/ SiO2 纳米复合材料。力学性能测试、DSC及材料断面形貌分析等表明:用此改性方法制得的 nano SiO2 微胶囊采用常规的熔融混合法就能在基体树脂PP中达到纳米级的均匀分散,且在复合材料中可起异相成核的作用,从而提高 PP的结晶温度和结晶度,并能使PP/SiO 复合材料的拉伸强度提高43%,缺口冲击强度提高107%。     

混合纤维对尼龙66的增刚研究

以尼龙66（PA66）为基体,研究和分析玻璃纤维和碳纤维混杂对尼龙66增刚的影响.固定玻璃纤维质量分数为24.6%,改变碳纤维的质量分数,将玻璃纤维（GF）、碳纤维（CF）先用硅烷偶联剂KH550进行表面处理,用双螺杆挤出造粒和注塑成型方式制备GF/CF增刚PA66复合材料,对试样进行拉伸模量、拉伸强度、弯曲模量、弯曲强度、缺口冲击强度等性能测试,并利用扫描电镜分析复合体系的冲击断面特征.研究结果表明：GF/CF混合纤维对PA66具有很好的增刚效果.     

空心玻璃微珠填充环氧树脂复合材料力学性能试验研究

在制备了不同配比改性空心玻璃微珠填充环氧树脂复合材料的基础上,对不同填充质量比的改性空心玻璃微珠（HGB）填充环氧树脂复合材料进行了准静态拉、压,简支冲击,应力松弛,动态力学行为等试验,得出了不同配比下材料的弹性模量、拉压强度、冲击韧度、应力松弛率、玻璃化转变温度等参数。试验发现,空心玻璃微珠的加入对材料的各项力学性能均产生了明显的改变。随玻璃微珠配比增加,材料的弹性模量、拉压强度大体上均呈现明显降低趋势;而冲击韧度、应力松弛率则有明显增强趋势;填充比为10%左右材料的耐热性最佳。以上研究发现对此类复合材料的研究和应用具有参考意义。     

玻璃纤维增强MC尼龙复合材料的力学性能

考察了玻璃纤维增强ＭＣ尼龙（ＧＦＲＭＣＮ）中玻璃纤维的表面处理及加入量对力学性能的影响。并用ＳＥＭ对ＧＦＲＭＣＮ材料界面及其对力学性能的影响进行了研究。结果表明：使用ＫＨ５５０作偶联剂对ＧＦＲＭＣＮ复合材料是很有效的。当玻纤加入４０％时,拉伸强度比基体提高３２．２％,拉伸弹性模量提高了１５２％,弯曲强度提高７４．３％,弯曲弹性模量提高了１１７％,而缺口冲击韧性提高了１６２％。根据材料的制备工艺特点     

蒙脱土/尼龙6复合材料的阻燃性能和力学性能

通过挤出注塑的方法制备了尼龙6(PA6)/蒙脱土插层复合材料,并考察了材料的阻燃性能和力学性能。结果表明,红磷加入PA6/OMMT复合材料后,无熔滴现象并且阻燃级别达到FH-1;当有机蒙脱土用量为质量分数5%~7%时,该复合材料的综合性能较好。     

Effect of TiO2 addition on zirconia-mullite composites fabricated by in-situ controlled crystallization of Si-Al-Zr-O amorphous bulk

Zirconia-mullite composite ceramics were fabricated by in-situ controlled crystallization of Si-Al-Zr-O amorphous bulk.The effects of TiO2 addition on the fabrication of zirconia-mullite composites were investigated.The ultra-fine zirconia-mullite composite ceramics were prepared from the amorphous bulk treated at 980 °C for nucleation and 1 140 °C for crystallization.The phase transformation of the ceramics was examined using differential scanning calorimetry (DSC) and X-ray diffractometry (XRD).The micros...     

聚丙烯/聚苯硫醚原位微纤共混物的结构与性能

用熔融挤出拉伸冷却方法制备了聚丙烯/聚苯硫醚原位微纤共混物,研究了其形态、结晶形态、热性能、硬度和动态力学性能。发现PPS在基体中形成良好的微纤形态,并且在共混物中发现有球晶。DSC曲线中可以看出,聚丙烯的熔融温度没有大的变化,PP的起始结晶温度随着PPS含量的增加而提高。PP/PPS共混物的热变形温度随着PPS含量的增加不断提高。硬度测试结果表明,PPS的加入使得共混物的硬度增加。DMA曲线显示当温度到达一定程度的时候,tanδ有最大值;随着温度的升高,PP/PPS共混物的损耗模量不断降低;共混物的储能模量随着温度的提高而降低。