类石墨烯/氯化聚乙烯-聚氯乙烯复合材料的制备与性能

采用微波辐照法制备了膨胀石墨(EG),利用EG、氯化聚乙烯(CPE)和聚氯乙烯(PVC)的固相剪切碾磨(S³M)制备了EG-CPE-PVC复合粉体,复合粉体进一步与PVC、热稳定剂和增塑剂混匀,经塑化和模压成型得到类石墨烯/CPE-PVC复合材料。用粒度分析、XRD、AFM、SEM和TEM等手段表征了复合粉体及其复合材料的结构与性能。结果表明: S³M实现了体系的粉碎、分散,EG片层的剥离及与CPE-PVC的纳米复合。CPE的加入实现了EG的进一步剥层,使EG片层的厚度达到1~3层,达到了EG的石墨烯化目标。当EG质量分数为3%时,类石墨烯/CPE-PVC复合材料的电导率呈指数上升,与PVC相比提高了8个数量级;当EG质量分数超过4%时,电导率再次激增,出现逾渗现象;在EG质量分数为5%时,电导率达到0.01 S/m,复合材料表现出良好的抗静电性能。     

石墨在固相剪切碾磨力场下的片层剥离及与PVC的纳米复合

采用固相剪切复合技术成功制备石墨-聚氯乙烯(PVC)复合粉体,实现了石墨的片层剥离和在PVC基体中的纳米分散及对PVC的抗静电改性.通过XRD、SEM、TEM等表征了石墨-PVC/PVC复合材料的结构,研究了其抗静电性能.结果表明,石墨的片层厚度约20 nm,径厚比超过10.固相剪切碾磨技术制备的石墨-PVC/PVC复合材料的导电性能有较大提高.在石墨质量分数为2％时,表面电阻率为4.6×107 Ω·cm,已达到了抗静电材料的要求,实现了低填充.在石墨质量分数为10％时,表面电阻率达到最低的4.1×104 Ω·cm.     

石墨在固相剪切碾磨力场下的片层剥离及与PVC的纳米复合

采用固相剪切复合技术成功制备石墨-聚氯乙烯(PVC)复合粉体, 实现了石墨的片层剥离和在PVC基体中的纳米分散及对PVC的抗静电改性。通过XRD、 SEM、 TEM等表征了石墨-PVC/PVC复合材料的结构, 研究了其抗静电性能。结果表明, 石墨的片层厚度约20 nm, 径厚比超过10。固相剪切碾磨技术制备的石墨-PVC/PVC复合材料的导电性能有较大提高。在石墨质量分数为2%时, 表面电阻率为4.6×10⁷ Ω·cm, 已达到了抗静电材料的要求, 实现了低填充。在石墨质量分数为10%时, 表面电阻率达到最低的4.1×10⁴ Ω·cm。     

固相剪切碾磨制备聚丙烯/废旧橡胶/聚烯烃弹性体复合材料

利用固相剪切碾磨技术在常温下制备了聚丙烯(PP)/废旧轮胎橡胶(GTR)/聚烯烃弹性体(POE)复合材料。采用力学性能测试、差热分析(DSC)和扫描电镜(SEM)对固相剪切碾磨制备的GTR/POE复合粉体和相应PP/GTR/POE复合材料进行表征和分析,研究了碾磨次数和GTR/POE含量对PP/GTR/POE复合材料结构与性能的影响。结果表明,对固相剪切碾磨方法制备的PP/GTR/POE复合材料,GTR和POE被有效粉碎和均匀分散,其冲击强度和断裂伸长率比常规熔融共混方法制备的复合材料高;增加GTR/POE共碾磨复合粉体的含量或增加碾磨次数均可提高冲击强度和断裂伸长率。     

固相剪切碾磨制备铝粉填充聚乙烯基高性能导热复合材料的研究

采用固相剪切碾磨法(S3M)制备铝粉和线性低密度聚乙烯(LLDPE)的复合粉体,再经熔融加工获得高性能LLDPE/Al导热复合材料。借助扫描电镜(SEM)、激光粒度分析仪等表征铝粉在基体中的微观形态和分散状态,同时研究LLDPE/Al复合材料的热导率、力学性能和热稳定性。结果表明:固相剪切碾磨过程中铝粉受磨盘挤压、拉伸、摩擦剪切等复合力场作用,由较小球形颗粒变为较大片状,同时在基体中均匀分散且界面结合得以增强,因此复合材料拥有更高的热导率、更好的力学性能和热稳定性。当铝粉填充质量分数为80%时,经固相剪切碾磨10次制备的复合材料热导率高达8.782W·m~(-1)·K~(-1),拉伸强度和弯曲强度分别为33.00MPa和31.16MPa,初始分解温度比基体提高约13℃。     

固相剪切磨盘碾磨法制备四氧化三铁/氮掺杂石墨烯复合材料及其在锂离子电池中的应用

固相剪切磨盘碾磨法是一种基于全固相反应、不同于传统球磨方法制备微纳米基功能复合材料的新方法。本文以石墨和纳米四氧化三铁为原料,三聚氰胺为氮掺杂剂,采用固相剪切磨盘碾磨法,成功制备了四氧化三铁/氮掺杂石墨烯复合材料(Fe₃O₄/N-G)。通过X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(RM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、比表面积(BET)测试和电化学测试对样品结构、形貌和电化学性能进行表征。测试结果显示:该方法能够在将石墨剥离成少数层石墨烯的同时,实现石墨烯的氮掺杂以及与Fe₃O₄的均匀复合,最终制得Fe₃O₄/N-G复合材料;将该复合材料作为锂离子电池负极材料,表现出优异的循环稳定性,在100 mA·g-1的电流密度下经过100次循环后,Fe₃O₄/N-G可逆比容量保持在869 mAh·g-1,远高于纯Fe₃O₄的78 mAh·g-1。该方法为制备石墨烯基复合电极材料提供了绿色环保、简便易行的新方法。     

纳米高岭土的固相剪切碾磨制备及对PVC的增强增韧

采用固相剪切碾磨方法成功制备了聚氯乙烯(PVC)-高岭土复合粉体,实现了高岭土的片层剥离和在PVC基体中的纳米分散及对PVC的同步增强增韧。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)表征了PVC-高岭土纳米复合材料的结构,研究了其力学性能。结果表明,30次碾磨,高岭土的特征衍射峰几乎消失,高岭土以约30 nm片层厚度均匀分散于PVC基体,径厚比超过10。与简单填充复合方法相比,固相剪切碾磨技术制备的PVC/高岭土纳米复合材料的力学性能有较大提高。在高岭土质量分数为4%时,断裂伸长率由87.3%提高到274.6%,提高了214.7%;拉伸强度由47.7 MPa提高到54.0 MPa。     

固相剪切碾磨制备聚丙烯/层状双金属氢氧化物纳米复合材料的力学性能及热稳定性

采用湿法固相剪切碾磨法(S<'3>M)制备了部分剥离型聚丙烯(PP)/层状双金属氢氧化物(LDHs)纳米复合材料,研究了PP/LDHs纳米复合材料的力学性能和热稳定性.结果表明,相对于聚丙烯,固相剪切碾磨制备的PP/LDHs纳米复合材料可在拉伸强度保持不变的情况下,明显提高其断裂伸长率和冲击强度.如当LDHs质量分数为...     

固相法高氯化聚乙烯树脂的合成和应用

固相法是生产氯化聚合物的新工艺，具有工艺简单、设备腐蚀轻、生产中不需溶剂的特点，是氯化聚合物研究的重点。本文介绍高氯化聚乙烯的制备方法、氯化反应机理、产物结构及性能与应用，指出了今后的发展方向。     

固相剪切碾磨对Al/低密度聚乙烯导热复合材料结构与性能的影响

采用固相剪切碾磨预处理结合熔融再加工技术制备了高性能铝粉(Al)/线性低密度聚乙烯(LLDPE)导热复合材料,并与常规熔融共混法对比,系统研究了固相剪切碾磨对复合材料微观形态、结晶性能、热稳定性、流变特性、热导率和力学性能等的影响。结果表明:通过固相剪切碾磨实现了球形Al颗粒应力诱导变形为具有较大径厚比的片状,在基体中均匀分散且与其界面结合得以增强,同时这种大片状的铝粉在Al/LLDPE复合材料成型时更易有效接触形成导热网链并形成一定取向分布,特别是在高填充量下。因此Al/LLDPE复合材料拥有更好的结晶性能和热稳定性、更低的流变逾渗阈值、更高的热导率和力学性能。固相剪切碾磨预处理制备的Al/LLDPE复合材料在铝粉含量超过15%就出现流变逾渗现象,且当Al填充质量分数80%时,复合材料的热导率高达8.86 W/(m·K),拉伸强度和弯曲强度分别为33.0 MPa和31.2 MPa,都明显优于常规熔融共混复合体系,同时其初始分解温度也提高了近13℃。     

固相剪切粉碎技术研究进展

介绍了国外近年来发展的一种连续化聚合物粉碎加工技术——固相剪切粉碎技术,它是一个固相状态下的动力学过程,利用压力场和剪切力场的共同作用使聚合物材料发生弹性变形粉碎,并对其粉碎机理、磨盘结构和设备结构进行了分析。另外,通过对固相剪切粉碎技术发展历程的回顾,指出作为一种新发展的技术,固相剪切粉碎技术已经通过了理论研究和工程实践的验证,并且给橡胶粉碎领域开拓了新的思路。     

固相剪切碾磨对聚偏氟乙烯结构和介电性能的影响

利用固相剪切碾磨技术(S~3M)制备了高β晶含量的聚偏氟乙烯(PVDF)微米级粉体,研究了PVDF粉体的结构形态、粒径及粒径分布,碾磨遍数对粉体结晶结构和介电性能的影响。结果表明,固相力化学反应器强大的挤压和剪切作用可使PVDF中α晶转变为晶,从而有效提高PVDF粉体中β晶相对含量;随碾磨遍数增加,PVDF粉体β晶含量逐渐提高,未碾磨PVDF中的β晶相对含量为37%,碾磨15遍后β晶相对含量达90%以上;同时,介电常数则由1.20增加至10.77,提高约1个数量级。固相剪切碾磨技术为高介电性能材料的制备提供了新途径。     

固相剪切碾磨制备尼龙12/多壁碳纳米管复合粉体及选择性激光烧结3D打印

采用固相剪切碾磨(S~3M)技术并结合冷冻粉碎制备了适于选择性激光烧结(SLS)的尼龙12(PA12)/多壁碳纳米管(CNTs)复合粉体及相应的烧结制品。采用激光粒度分析仪、扫描电镜、透射电镜、动态力学分析、傅里叶变换红外光谱分析、差示扫描量热仪等对所得PA12/CNTs复合粉体和相应SLS制品的结构与性能进行了表征。结果表明,固相剪切碾磨-冷冻粉碎制备的复合粉体颗粒以椭球形为主,平均粒径75μm,SLS加工窗口为10℃左右,满足SLS对被烧结材料的性能要求,通过加入质量分数为0.1%的流动助剂纳米SiO_2能进一步改善复合粉体的SLS加工性能。磨盘碾磨通过其强大的三维剪切力场实现了CNTs的切割及在PA12基体中的良好分散以及CNTs与PA12大分子链的接枝,显著改善了二者之间的界面相容性。此外,通过优化SLS加工参数,成功制备了表面平整、结构复杂、性能良好的PA12/CNTs烧结制品。所得PA12/CNTs烧结样品具有优良的力学性能,拉伸强度达到44.2 MPa,缺口冲击强度达到8.12 k J/m~2。     

聚酯型热塑性聚氨酯弹性体的合成及对聚氯乙烯的增韧EI北大核心CSCD

以二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚ε-己内酯多元醇(PCL)及1,4-丁二醇(1,4-BDO)为原料,成功设计合成了聚酯型热塑性聚氨酯弹性体(TPU)。合成条件:异氰酸酯指数R=0.98,温度60~70℃,反应时间1 h。通过元素分析、红外光谱、核磁共振、差示扫描量热分析、凝胶色谱等测试,确定了TPU中的硬段含量及化学结构。通过与聚氯乙烯(PVC)进行共混,评价了合成TPU对PVC的增韧效果,经力学性能测试、差示扫描量热分析以及扫描电子显微镜观察研究了共混材料的结构与性能,揭示增韧机理。结果表明,合成TPU与PVC之间具有良好的相容性,对PVC有良好的增韧作用,当m(PVC)∶m(TPU)=170∶30时,力学性能优于市售TPU牌号。合成的TPU随硬段比例增加,PVC/TPU共混物材料拉伸强度变化不大,断裂伸长率下降,而冲击强度大幅提高,实现了对PVC的增韧。     

氧化铋/石墨烯复合物的室温固相制备与光催化性能

采用室温固相法成功制备得到纳米Bi_2O_3和Bi_2O_3/石墨烯纳米复合物,利用拉曼光谱仪等表征手段对所得产物进行表征。研究结果表明,纳米Bi_2O_3为球状颗粒,尺寸为100～300nm,颗粒团聚,Bi_2O_3/石墨烯复合物的形貌尺寸约为100nm,球状颗粒负载于层状的石墨烯上。研究了所得产物对水溶液中甲基橙的光催化降解性能。结果发现Bi_2O_3与石墨烯复合后,光催化性能有一定提升。在紫外光照射下,Bi_2O_3/石墨烯在60min即可实现对污染物的完全降解。     

聚甲醛/热塑性聚氨酯弹性体在双螺杆挤出机共混中相形态的形成机理

聚甲醛(POM)和热塑性聚氨酯弹性体(TPU)于不同温度下在双螺杆挤出机中共混,用扫描电镜(SEM)考察了共混试样的相形态,并对试样分散相粒径进行了统计,研究了分散相粒径随加工温度的变化。发现摩擦剪切机理可以很好地解释双螺杆挤出机共混中TPU分散相粒径的形成过程,利用该机理可有效控制POM/TPU共混物相形态,得到了比母料法还好的共混效果,进一步提高了POM/TPU体系的冲击性能。