氮化硼和氧化镁复配对导热绝缘PA10T复合材料性能的影响

采用氮化硼微球粉末和球状氧化镁作为复配导热填料,少量短切玻璃纤维作为增强填料,制备了导热绝缘耐高温聚对苯二甲酰癸二胺(PA10T)复合材料。考察了在玻璃纤维含量和导热填料总含量分别为10%(质量分数,下同)和60%不变的前提下,氮化硼和氧化镁的复配比例对复合材料的导热、力学和流动性能的影响。结果表明,当氮化硼和氧化镁的质量比为20∶40时,2种填料之间产生了良好的复配协同效果,所制备的复合材料的法向热导率最高,可达3.5W/m.K;在复配填料含量相同的前提下,氮化硼/氧化镁的质量比越高,材料的力学性能越差,流动性也越差。     

Exfoliation of Boron Nitride Platelets by Enhanced Interfacial Interaction with Polyethylene

Hexagonal boron nitride (BN) platelets are used for fabrication of ultrahigh molecular weight polyethylene (UHMWPE)/BN composite fibers using a flow‐crystallization process. As‐spun fibers are subsequently drawn near the UHMWPE melting temperature. Interfacial crystallization of UHMWPE is observed on the surfaces of the BN platelets. Both X‐ray and Raman spectroscopy analysis of the drawn composite fibers show a significant decrease in the intensity of the signature BN peaks associated with the platelet interlayer spacing, as compared to undrawn samples. This suggests exfoliation of the BN platelets occurs during the fiber hot‐drawing process. Exfoliation of BN platelets is induced due to interfacial stress transfer between both components (i.e., UHMPWE and BN) within the composites. This stress transfer is facilitated by molecular rearrangement of polymer matrix during drawing (i.e., unfolding of the polymer chain). The changes in micro‐ and nanoscale morphologies due to unfolding of the polymer chains as well as simultaneous exfoliation of the BN platelets are fully characterized and show that these structural changes provide insight for understanding the property trends of the fibers.

     

PC/UHMWPE/(HDPE/LDPE)-g-GMA共混物的形态结构与力学性能

采用反应挤出增容方法，制备了PC／UHMWPE／(HDPE／LDPE)-g-GMA共混物，并对其力学性能和形态结构进行研究。结果表明：共混物的冲击断面出现了严重的撕裂现象，基体产生了剪切屈服形变；共混物的拉伸强度随相容剂和UHMWPE用量的增加而降低，冲击强度随着相容剂用量的增加呈现先增加后减小的变化；当相容剂用量为6份时，冲击强度达到最大值66kJ／m^2，比未增容的PC／UHMWPE共混物提高了28．5kJ／m^2。     

尼龙66/纳米SiO2复合材料的形态和力学性能

通过熔融共混法制备了尼龙66／纳米SiO2复合材料,并对复合材料的力学性能、动态力学性能以及拉伸断面形态进行了研究。结果表明,随着纳米SiO2含量的增加,复合材料的拉伸强度在纳米SiO2质量分数为3％时达到最大．较纯尼龙66提高7．6％;复合材料的简支梁缺口冲击强度随纳米SiO2含量的增加而增加,在纳米SiO2质量分数为4％时,比纯尼龙的简支梁缺口冲击强度提高51．3％。复合材料储能模量和损耗模量也较纯尼龙66有所增加;复合材料的断面出现明显的塑性变形。     

界面相容剂对生物质复合材料性能的影响

采用芥酸酰胺、十二苯磺酸和HY-3308三种界面相容剂制备了稻壳粉/低密度聚乙烯(LDPE)生物质复合材料,通过转矩流变仪、扫描电镜(SEM)和力学性能测试,探讨了不同种类界面相容剂对生物质复合材料性能的影响。结果显示:添加了十二苯磺酸的材料力学性能最好,拉伸强度、断裂伸长率与冲击强度达到9.83 MPa、407.3%、21.191 kJ/m^2,分别提高22.4%、331.0%、39.5%。实验结果表明,芥酸酰胺可提高加工流变性能。     

Morphology and Mechanical Properties of iPP/Silica Composites Modified with (Styrene-b-ethylene-co-butylene-b-styrene) Grafted with Maleic Anhydride

The effects of different silica grades and elastomer content on interfacial properties, morphology and mechanical properties of polypropylene/silica 96/4 composites modified with added 5, 10, 15, and 20% of poly(styrene-b-ethylene-co-butylene-b-styrene) grafted with maleic anhydride (SEBS-g-MA) were investigated. The iPP/silica/SEBS-g-MA composites were designed by adding four silica fillers differing in size (nano- vs. micro-) and in surface properties (hydrophilic vs. hydrophobic) and SEBS-g-MA that was used as a proven effective impact modifier and compatibilizer simultaneously. The morphology of every composite was a spectrum of several morphologies rather than one exclusive morphology. Good concordance between observed and predicted morphology indicated that the morphology of a particular composite was controlled primarily by interfacial properties. Tensile and impact properties were influenced primarily by competitive effects of a stiff filler and tough SEBS-g-MA elastomer. Increased impact strength and strain at break caused by adding SEBS-g-MA indicated a significant overcoming of the elastomeric toughening effect in relation to the filler’s stiffening effect.     

粘度比对PP/HDPE共混物材料形态结构与性能的影响

研究了粘度比对聚丙烯(PP)/高密度聚乙烯(HDPE)共混物的拉伸性能、弯曲性能、冲击性能以及热变形温度的影响。结果表明,随着粘度比由大到小的变化,共混物的拉伸强度、热变形温度由小到大再到小的变化;粘度比越大,冲击强度相对较高;粘度比接近1时,分散相的颗粒最小。     

氮化硼/硅橡胶可瓷化复合材料的制备及性能研究

以硅橡胶为基体材料、氮化硼为成瓷填料、短切碳纤维为补强填料,制备出硅橡胶可瓷化复合材料,研究氮化硼用量对硅橡胶可瓷化复合材料性能的影响。结果表明:随着氮化硼用量的增大,硅橡胶可瓷化复合材料的物理性能提高,当氮化硼用量为20份时,复合材料的拉伸强度和拉断伸长率均达到最大值;复合材料高温热解产物的弯曲强度随着氮化硼用量的增大而逐渐增大;复合材料中氮化硼的X射线衍射峰强度随其用量的增大而逐渐增强;当氮化硼用量为40份时,高温热解产物表面形成了坚硬、致密的陶瓷层,能够有效地阻止热量传递。     

聚乙烯/纳米石墨微片导电复合材料的制备与性能研究

采用纳米石墨微片(GNP)为导电填料与线形低密度聚乙烯（PE-LLD）共混来制备导电复合材料,研究了改变GNP、表面处理剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）和分散剂聚乙二醇(PEG)的添加量对导电复合材料的力学性能、导电性能和热性能的影响。结果表明,GNP添加量为40份时,材料会形成导电网络,体积电阻率达到8.95×10^8 Ω·cm,继续增加GNP的添加量对材料的导电性能和力学性能影响不大;导电复合材料的最佳配方为:100份PE-LLD、40份GNP、SDBS和PEG均为GNP质量的10 %。     

PEEK/Cu/SCF导热复合材料的制备与性能研究

以微米级Cu粉和短碳纤维(SCF)作为复配导热填料,利用模压成型方法制备了聚醚醚酮(PEEK)/Cu/SCF二元导热复合材料,采用扫描电镜分析了复合材料的表面形貌,考察了导热填料用量对复合材料导热性能、表面电阻率、热性能的影响。结果表明:微米级Cu粉和SCF作为导热填料可以起到协同作用,显著改善了PEEK的导热性能;当Cu粉用量为10%时,随着SCF用量的增加,复合材料的导热系数明显提高,熔融温度降低,结晶度减小;SCF用量为20%时,复合材料的导热系数为0.832 W/(m·K),提高了162%;表面电阻率为108Ω,复合材料具有一定的抗静电性。     

PP/滑石粉导热绝缘复合材料的制备与性能研究

采用聚丙烯(PP)为基体,不同粒径滑石粉为填料,通过双螺杆挤出机挤出制备导热绝缘的PP滑石粉复合材料。在滑石粉用量为3O%的条件下,探讨了粒径分别为3.6,6,12,30,50 μm的滑石粉对PP猾石粉复合材料的热导率、体积电阻率、力学性能和结晶性能的影响。结果表明,随着滑石粉粒径的减小,复合材料的拉伸强度和弯曲强度呈先增大后减小的变化趋势,而其热导率则呈先减小后增大的变化趋势。填充粒径为12μm的滑石粉时,复合材料的拉伸强度和弯曲强度达到最大值,分别为29.92MPa和52.58MPa,比纯PP分别提高了5.5%和12.8%。填充粒径为50μm的滑石粉时,复合材料的热导率最大,达到0.3237W/(m*K),比纯PP提高了32.7%。填充1:l的粒径为12μm和30μm滑石粉混合物时,PP复合材料的热导率为0.3184W/(m*K),高于相应的填充单一粒径滑石粉的PP复合材料。此外,所制备的PP滑石粉复合材料的体积电阻率均大于10^8Ω*cm     

PB-1/BN导热复合材料的制备及性能研究

以聚丁烯-1(PB-1)为基体,二维片状氮化硼(BN)为导热填料,采用模压成型的方法制备了PB-1/BN导热复合材料。研究了BN用量对PB-1/BN导热复合材料导热性能、力学性能、流变性能以及结晶性能的影响。结果表明:BN的加入使复合材料的导热性能明显提高,当BN用量为50%时,复合材料的导热系数达到1.28 W/(m·K),与纯PB-1相比提高了266%;随着BN用量的增加,复合材料的力学性能明显下降;同时,其结晶温度和结晶度也有不同程度降低。     

两种无机粒子填充聚合物复合材料界面黏结强度表征参数对比研究

界面黏结强度是影响无机粒子填充热塑性塑料力学性能的重要因素之一。引入界面相互作用参数和界面脱黏角两种无机粒子填充聚合物复合材料界面黏结强度参数,并以无机粒子填充聚丙烯复合材料为例,表征了无机粒子与聚合物界面的黏结强度,考察了两者之间的相关关系。结果表明,两种界面黏结强度表征参数呈明显线性负相关关系。     

PA6/BN/MgO导热复合材料的制备与性能研究

以聚酰胺6（PA6)为基体,以氮化硼（BN）、氧化镁（MgO）为导热填料制备了PA6/BN/MgO导热复合材料。固定填料含量为50%（质量分数,下同）不变,考察MgO/BN配比的变化对复合材料热导率、力学性能和熔体流动性的影响。结果表明,材料的热导率、拉伸强度和弯曲强度随着MgO/BN配比的增大而减小,冲击强度和断裂伸长率随着MgO/BN配比的增大而增大,材料熔体流动性则呈现了随MgO/BN配比的增大先增大后减小的趋势。     

环氧树脂/碳纳米管导热复合材料的制备与性能研究

采用先酸化再空气氧化的方法对碳纳米管（CNTs）进行了纯化处理,并制备了2种环氧树脂(EP)/CNTs导热复合材料。研究了不同含量的CNTs及纯化CNTs对复合材料的导热性能、冲击性能及弯曲性能的影响。结果表明,纯化处理后,CNTs表面的催化剂粒子和无定形碳被去除,得到了纯净CNTs;当纯化CNTs含量为1.5 %时(质量分数,下同),材料的冲击强度和弯曲强度最高,分别为24.95 kJ/m2、127.2 MPa;当纯化CNTs含量为1.5 %时,复合材料的热导率可达1.237 W/（m·℃）。     

聚丙烯/膨胀石墨/碳纳米管复合材料电性能、微观结构及其流变学研究

研究了以膨胀石墨(EG)和多壁碳纳米管(MWNT)共同填充聚丙烯(PP)体系的电性能、微观结构及其流变行为。结果表明,EG和MWNT的协同导电作用显著降低了复合材料的体积电阻率和逾渗阀值,当MWNT用量为5 phr、EG为10 phr时,与PP/EG(15 phr)材料相比,复合材料的体积电阻率降低了1 600倍,通过其低频区流变行为的研究,表明EG同MWNT协同形成了更完善的三维网络结构,扫描电镜(SEM)分析表明,MWNT在复合体系中起到桥连作用,连接基体与EG,以及EG片层与片层,因此获得了更好的导电特性。     

高密度聚乙烯导电复合材料介电性能的研究

用熔融共混和热压工艺制备了CB/HDPE,MWNT/HDPE聚合物基复合材料,研究了填料体积含量,测试电压,填料形貌尺寸对复合体系介电性能的影响.实验表明,当导电填料含量达到渗流阈值附近时复合材料的介电常数达到最大,测试电压达到一定值时,渗流阈值附近的复合材料介电损耗会迅速增加,相同填料体积含量的MWNT/HDPE复合体系比CB/HDPE体系具有更高的介电常数,利用渗流理论、Maxwell-Wagner界面极化效应和微电容模型解释了实验现象.     

功能化还原氧化石墨烯/天然橡胶导热复合材料的性能研究

采用2-巯基苯并咪唑(防老剂MB,以下简称MB)对氧化石墨烯(GO)进行还原及功能化,同时与采用抗坏血酸(VC)对GO进行还原对比,分别制得MB还原氧化石墨烯(rGO-MB)和VC还原氧化石墨烯(rGO-VC),并采用胶乳共混法制备rGO-MB/NR和rGO-VC/NR复合材料,对其性能进行研究。结果表明:MB成功还原了GO,MB接枝到了GO上;与rGO-VC/NR复合材料相比,rGO-MB/NR复合材料具有较低的Payne效应和较高的结合胶含量,拉伸强度和导热性能均明显提高。