废旧橡胶粉改性木塑复合材料耐海水侵蚀性能研究

以废旧胶粉(WTR)为耐老化稳定剂,经表面改性后掺入以木粉及HDPE为主组分的WPC体系中,制备WTR改性WPC复合材料(WTR/WPC).结合青岛本地环境和气候的特点,选取人工模拟海水浸泡环境对4种不同WTR掺量下WTR/WPC材色、质量变化、力学性能影响对比研究.结果表明:相比于空白WPC试样,人工海水浸泡6周后的WTR/WPC材料材色转变较慢,表面无翘曲现象;但其吸水率变化较大,WTR掺量10%的达4.30%;WTR掺量15%的弯曲强度也下降了近17%.     

WPC LVL共挤出复合材料的抗弯性能

通过共挤出技术制备具有核壳结构的共挤出复合材料(CTC).其壳层为木粉/高密度聚乙烯(HDPE)基木塑复合材料(WPC),核层为杨木单板层积材(LVL).通过三点弯曲试验获得CTC和LVL试件的弯曲性能及破坏模式,并进一步研究水煮-冷冻-干燥环境对两者弯曲性能的影响.结果表明:CTC试件相对于LVL试件,其弯曲强度、弹性模量和抗弯刚度分别下降6.6%,12.7%和16.0%;但由于壳层WPC阻止了核层破坏时裂纹的产生和发展,使CTC试件的失效时间延长了44.1%;水煮-冷冻-干燥处理后,CTC试件的弯曲性能下降幅度明显小于LVL试件,这证明壳层WPC对核层LVL起到了很好的保护作用,WPC和LVL通过共挤出技术可达到很好的组合效应.     

碳纳米管改性泡沫混凝土物理力学与阻尼性能

以普通硅酸盐水泥为基体,结合化学发泡、表面活性剂超声分散纳米纤维法,制备碳纳米管(MCNT)改性泡沫混凝土(MCNT/FC)。在研究MCNT/FC的基本物理性能(干密度ρd、吸水率Wc、抗压强度fc)基础上,进一步采用平板导热法、自由激振-半功率带宽识别法研究其隔热保温性能(导热系数λc)及阻尼减振性能(阻尼比ζc),最后通过SEM分析微观结构。结果表明,相比于空白泡沫混凝土,适量中空、多层的MCNT(0.05%)可均匀分散于泡沫混凝土中,微观空隙变少、变小,实现对基体的增韧补强与稳泡成核效果,fc、Wc、ρd、λc分别提高50.0%、降低15.3%、提高13.3%、降低77.3%,性能达到最佳,但ζc未能明显提高;MCNT掺量0.10%时,fc增幅为30.0%,且ζc达到最大(0.060 1),增幅为36.2%,拥有平衡的力学与阻尼性能。泡沫混凝土内部细小孔隙、MCNT良好的层间摩擦力及其与水化产物间的内摩阻力对阻尼性能均有促进作用。     

硼改性酚醛树脂的合成及其复合材料的性能

从催化剂用量、反应时间和温度等方面研究了合成工艺条件对硼改性酚醛树脂(BPR)性能的影响,研究了碳纤维/硼改性酚醛树脂(CF/BPR)复合材料性能与碳纤维含量及其表面处理的关系.结果表明:在特定的反应温度、时间和催化剂条件下,可以合成出性能良好的BPR.随着碳纤维含量的增加,CF/BPR复合材料弯曲强度、弯曲模量和冲击强度均逐渐增加;当碳纤维含量达到30%(质量分数)时,CF/BPR复合材料弯曲强度、弯曲模量和冲击强度达到最大值.CF/BPR复合材料弯曲强度和弯曲模量因碳纤维的表面处理而提高,但冲击强度却略有下降.     

纤维超高强混凝土的制备及力学性能试验研究

为提高高强、超高强混凝土的韧性和抗开裂性能,采用复合超叠加技术在配制出抗压强度110MPa以上基体混凝土的基础上,分别配制出了钢纤维增强超高强混凝土、PVA纤维增强高强混凝土,同时对不同体积掺量的两种纤维混凝土进行了立方体抗压、轴向抗压、劈裂抗拉、抗弯性能和弹性模量等力学性能的测试,并对超高强纤维混凝土进行了弯曲韧性的试验研究.结果表明,钢纤维时高强混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度有一定的增强作用,PVA纤维却降低了高强混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度.两种纤维都能明显改善基体混凝土的劈裂抗拉强度、抗弯强度及弯曲韧性.对此种超高强基体混凝土,钢纤维的增强增韧效果明显好于PVA纤维.     

聚甲醛纤维增强砂浆塑性抗开裂性能的研究

采用平板约束法、荧光分析技术和单根纤维拔出试验,研究了聚甲醛(POM)、聚丙烯(PP)纤维对砂浆塑性抗开裂性能、纤维在砂浆中的分散性能和纤维-基体间界面粘结性能的影响。结果表明:当纤维种类、长度和掺量相同时,纤维增强砂浆强度等级越高,其塑性抗开裂能力越差;当砂浆强度等级、纤维长度和掺量相同时,POM纤维增强砂浆的塑性抗开裂性能优于PP纤维增强砂浆;与PP纤维相比,POM纤维在砂浆中的纤维分散系数、有效利用率和纤维/基体界面剪切强度分别提高了5.2%、7.1%和4.7%;与不掺POM纤维的基准砂浆相比,POM纤维(长度12 mm、掺量1.35 kg/m3)增强M30砂浆的塑性开裂初裂时间延长了56.8%,裂缝总面积和平均宽度分别减小了71.6%和67.3%。     

蒙脱土改性碳纤维环氧复合材料的阻燃性能

以碳纤维环氧(SCF/EP)复合材料为基体,蒙脱土(MMT)为添加剂,使用溶液共混的方法制备出蒙脱土改性碳纤维环氧(MMT/SCF/EP)复合材料。采用极限氧指数法、热失重法和锥形量热的测试方法探究不同MMT含量对SCF/EP复合材料的阻燃性能的影响。结果表明:MMT的加入能够显著提高SCF/EP复合材料的阻燃性能。MMT质量分数为5%时其阻燃性能得到显著提升,氧指数值、热释放速率、点燃时间分别提高了1.41%、29.9%、95%,生烟速率降低了4.9%。残炭率因MMT含量的升高而升高。     

碳纳米管的分散性及其增强水泥材料力学性能

碳纳米管(MWCNT)在水性体系及水泥基体中的分散性直接影响MWCNT增强水泥基复合材料(MCNTRC)的宏观性能。本文以萘系磺酸盐甲醛缩合物(FDN)、甲基纤维素(MC)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)三种表面活性剂(SAA)单独或复合作为MWCNT的水性分散剂,探讨MWCNT的分散效果;借助物理超声波分散和化学CTAB分散,混合浇筑法制备了六组不同掺量MWCNT的MCNTRC,之后对MCNTRC试件的抗折及抗压强度测试,断口SEM观察和能谱分析。结果表明:只有CTAB在w(CTAB):w(MWCNT)为1~3范围时对MWCNT分散效果最好;少量的MWCNT可较好地分散于水泥基体中,并发挥一定的桥联增韧作用,MCNTRC的抗折、抗压强度最高可分别提高17.0%、28.3%;相应SEM图也显示MWCNT在基体中分布均匀,两者结合界面良好。     

纳米SiO2改性及纳米SiO2聚氨酯密封胶的制备

为了改善纳米SiO2粒子的分散性,提高纳米SiO2在聚氨酯基体中的相容性,制备性能更佳的密封胶,利用甲苯二异氰酸酯(TDI)与纳米SiO2表面的羟基反应,缩合聚醚,在纳米SiO2粒子表面接枝上长链有机物,并用原位聚合法制得纳米SiO2/聚氨酯密封胶.分散性研究表明,改性后的纳米粒子在有机溶剂中能够很好分散.采用原位聚合法制备的纳米SiO2/聚氨酯密封胶的伸长率、拉伸强度、邵氏硬度有明显提高,能同时达到增强增韧的效果.当纳米SiO2添加量在5%左右时密封胶的综合性能较佳.     

非开挖管用改性聚丙烯复合材料制备及性能

非开挖改性聚丙烯(MPP)塑料顶管广泛应用于城镇电力电缆、建筑给排水敷设等领域。采用钛酸酯偶联剂(NDZ-105)对轻质碳酸钙和高岭土进行表面改性处理,成功制备高填充量的PP复合材料和非开挖用MPP管材。SEM分析显示,改性无机填料与聚丙烯基体的界面结合较好。无机填料在30%填充量下能显著提高复合材料的拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度和热性能,降低PP复合材料的生产成本,同时不影响复合材料的加工性能,扩大了其应用领域。     

纳米碳管水泥基复合材料的DC I-V及AC阻抗特性

结合表面活性剂及超声分散方法将0.1%的多壁纳米碳管(MWNTs)掺入水泥基体中,浇筑成型纳米碳管水泥基复合材料(MWNTs/CC).分别采用DC电源、AC信号源供电,四电极法测试MWNTs/CC及空白参比(Plain/C)试件的DC I-V及AC阻抗模图.相比于Plain/C,MWNTs/CC试件的DC I-V曲线斜率与线性度有明显的提高;在102～103 Hz的AC频率区间,其AC阻抗模也有显著的降低.表明少量长径比高、电导性佳的MWNTs纤维,在外加电场的作用下就能通过其优良的宏观隧穿效应实现在介电水泥基体中相互导通.     

纤维对高强混凝土弯曲性能及韧性的影响

选择具有代表性的聚乙烯醇(PVA)纤维、聚丙烯(PP)纤维、端钩型钢纤维(SF1)和高强微细钢纤维(SF2),系统研究纤维掺量和种类对高强混凝土(HSC)弯曲性能及韧性的影响。结果表明:SF1-HSC和SF2-HSC的弯曲韧性指数是PVA-HSC和PP-HSC弯曲韧性指数的2~3倍;相较基准高强混凝土,掺入SF1和SF2的高强混凝土极限弯曲荷载最高分别提高了72.2%和29.6%,而掺PVA和PP的高强混凝土极限弯曲荷载则分别降低了19.1%和11.5%;在工程应用中配制高强混凝土时,为了提高其弯曲性能及韧性,应选择极限抗拉强度高、掺量更大及与基体间锚固作用力强的端钩型钢纤维。     

PVA纤维尾矿砂水泥基复合材料断裂能试验研究

通过10组40根预制切口EDFTCC梁的三点弯曲试验、电子显微镜微观扫描和RFPA软件的模拟,探究不同纤维掺量和不同细骨料种类对EDFTCC断裂能的影响。试验结果表明:PVA纤维能显著提高EDFTCC材料的断裂能,纤维最佳掺量建议为2%;纤维体积掺量不大于2%时,纤维分散性能良好,无结团现象,断裂能与纤维掺量呈线性增长关系,PVA纤维在基体中通过均匀分布能够与基体有效粘结,达到抑制裂缝数量和扩展的效果;尾矿砂制备EDFTCC的抗压强度和断裂能较天然砂的降低6%~10%,尾矿砂可部分替代天然砂制备PVA纤维尾矿砂水泥基复合材料。     

聚苯乙烯复合材料的制备及阻燃性能

应用两步接枝法,分别通过高能电子束及紫外光照诱导辐射的方法,在聚苯乙烯基体表面引入硼酸锌单体和基体。分析辐照时间、异丙醇/水混合比对接枝率的影响。应用红外光谱分析仪及扫描电子显微镜对新型阻燃高聚物表面的化学形态及结构变化进行表征,证明硼酸锌阻燃单体成功接枝到聚苯乙烯基体表面。失重曲线表明其热分解温度提高。在聚苯乙烯聚合物表面通过两步接枝法引入阻燃基团能有效提高其阻燃耐热性能。     

聚丙烯酸酯/蒙脱土复合乳液的结构与耐水性能研究

采用胶乳接枝插层法制备了聚丙烯酸酯/蒙脱土纳米复合乳液,利用X-射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对复合乳液的结构进行了分析,并就蒙脱土添加量对复合体系的表面自由能、吸水率及干燥时间的影响进行了研究。结果表明:蒙脱土在复合乳液中达到了纳米级分散,形成了插层型与剥离型共存的微观结构。蒙脱土用量对胶膜的表面自由能、吸水率和干燥时间都有重要的影响,当蒙脱土用量达到5份时,胶膜的表面自由能和吸水率分别降低11%和67%,但乳液的干燥时间延长。     

BFRC中玄武岩纤维分散性与弯曲韧性试验研究

提出了一种有助于纤维分散的搅拌工序,给出了一种测量纤维分散性的简易方法,分析了不同纤维掺量(5 kg/m^3、10 kg/m^3、15 kg/m^3)对玄武岩纤维混凝土(BFRC)的纤维分散性、基本力学性能及弯曲韧性的影响。结果表明,搅拌工序可使纤维在基体中均匀分散,亦可降低纤维在搅拌过程中的损伤;随纤维掺量的增加,BFRC力学性能先提高后降低,其对BFRC弯曲韧性试验中的峰值强度、残余强度及弯曲韧性值的影响规律亦是如此;BFRC的力学性能及弯曲韧性在纤维掺量为10 kg/m^3时最佳。     

聚丙烯纤维增强混凝土的性能研究

针对路面混凝土的性能要求,重点对聚丙烯纤维混凝土的力学性能（抗折强度和抗压强度）、抗冲击性、抗氯离子渗透性和耐磨性在文中进行研究,聚丙烯纤维的掺量分别为0、0.25vol.%、0.5vol.%、0.75vol.%、1.0vol.%、1.25vol.%和1.5vol.%。相较于空白混凝土试块,聚丙烯纤维的加入能够有效的改善混凝土的力学性能和抗冲击性能。混凝土试块所吸收的弯曲断裂能和冲击能主要用于聚丙烯纤维与混凝土基体脱粘、聚丙烯纤维拔出和被破坏。同时聚丙烯纤维混凝土的抗氯离子渗透性和耐磨性也得到了显著改善。当聚丙烯纤维的掺量为1.0 vol.%时,聚丙烯纤维混凝土的抗氯离子渗透性和耐磨性最大。     

碳纳米管增强水泥砂浆梁弯曲性能试验研究

以水泥砂浆为基体,多壁碳纳米管(MWCNT)为增强组分,采用不同的分散剂和分散方法制备碳纳米管水泥砂浆(MWCNTRM).通过对碳纳米管水泥砂浆标准试件的三点弯曲试验,研究了分散剂类型及其掺量、水灰比、碳纳米管掺加量对碳纳米管水泥砂浆梁弯曲性能的影响.结果表明:分散剂与碳纳米管的质量比存在一个临界值(分散剂为CTAB时...     

钢纤维高强轻骨料混凝土弯曲韧性与抗冲击性能

为了研究钢纤维对高强轻骨料混凝土弯曲韧性和抗冲击性能的影响规律,对钢纤维掺量（体积分数）分别为0%,05%,10%,15%,20%的钢纤维高强轻骨料混凝土(SFHLWC)进行了抗弯性能和自由落锤抗冲击性能试验,实测了其荷载挠度曲线和初裂冲击次数、破坏冲击次数,并计算了韧性指数和冲击能量.结果表明：掺入钢纤维能显著提高高强轻骨料混凝土的弯曲韧性和抗冲击性能,钢纤维高强轻骨料混凝土的韧性指数与冲击能量呈对数关系.     

定形相变材料的制备与性能研究

采用本体聚合法分别制备了以癸酸、硬脂酸及两者的共熔"合金"作为蓄热介质,PMMA作基体的定形相变蓄热材料.用DSC、TGA、FT-IR、SEM等测试方法对蓄热材料的热性能、表面形态及相变材料与基体的相容性等进行了研究,结果表明,制备的定形相变蓄热材料具有合适的相变温度和较高的相变潜热,相交过程无液体泄露,相变材料在基体中分散均匀,两者相容性好,热性能稳定,可以应用于建筑节能和太阳能利用等领域.