复合增韧改性剂对废旧聚乙烯性能的影响研究

以废旧高密度聚乙烯(RHDPE)为基材、自制复合增韧剂(CTA)为改性剂,采用双螺杆挤出机制备了共混物,研究了改性剂含量对RHDPE力学性能、熔融与结晶行为、热性能以及微观形貌等的影响。结果表明,随着改性剂含量的增加,共混物的拉伸强度和弯曲强度下降,冲击强度明显增加;当CTA的添加质量分数≥20%时,增韧幅度明显减缓。DSC和TGA结果显示,改性剂的加入对RHDPE结晶度和耐热性能没有产生明显影响,但使PE晶体结构的完整性降低。SEM观察冲击断面结果表明,共混物的韧性随改性剂的添加得到了显著改善,但当CTA的添加质量分数超过20%后,断面显示改性剂分散不均匀、发生团聚现象,从而导致增韧作用减缓。     

环氧树脂/有机膨润土复合体系的性能研究

以双酚A型环氧树脂(CYD-128)为基体,有机膨润土为增韧改性剂,选用自行合成的固化剂,固化不同质量比的环氧树脂/有机膨润土复合体系的共混物,测定了共混固化复合体系的冲击强度、拉伸强度和热分解温度,并用扫描电镜(SEM)观察了环氧树脂/有机膨润土复合体系的微观结构.结果表明:随着有机膨润土含量的增加,冲击强度逐渐增加,当有机膨润土含量达3%～4%时冲击强度出现了极大值;随着有机膨润土含量的进一步增加,冲击强度减小.当共混复合体系的质量比为(3～4):100时,复合体系增韧的效果非常明显,把冲击强度从20.4kJ/m2提高到25.0kJ/m2;拉伸强度和热分解初始温度均有较大程度的改善;并且随着有机膨润土的加入,复合体系的断裂面逐渐呈韧性断裂.     

熔融挤出法制备EPDM增韧PP/Clay复合材料的研究

采用熔融挤出法制备了聚丙烯/粘土/三元乙丙橡胶(PP/Clay/EPDM)复合材料,讨论了EPDM含量对复合材料拉伸性能、冲击性能和耐热性等的影响。结果表明,随着EPDM含量的增加,复合材料的冲击强度先增大后减小,小含量时韧性明显提高,当EPDM质量含量为15%时,材料的冲击强度最佳,断面为韧性断裂;复合材料的热氧稳定性提高,而拉伸强度、耐热性略有下降。     

芳香多元胺扩链ESO/PR交联树脂的制备与性能

采用复合型芳香多元胺扩链剂制备韧性和耐热性好的环氧豆油/酚醛树脂交联聚合物(ESO-C-PR)。研究了ESO含量对ESO-C-PR冲击韧性、弯曲强度、拉伸强度与断裂伸长率的影响,采用差示扫描量热法(DSC),热重法(TG)分析交联体系的热稳定性,用扫描电镜(SEM)观察了材料断面的形态结构,探讨了增韧机理。结果表明,随着体系中ESO比例的增加,交联树脂的冲击韧性、拉伸强度和断裂伸长率都显著提高,ESO含量为40%时,树脂的综合力学性能最佳。     

植物纤维增强PS木塑复合材料的性能研究

以木纤维、竹纤维和聚苯乙烯为主要原料,加入偶联剂、润滑剂、增塑剂等加工助剂,经挤出注塑制备聚苯乙烯/木纤维复合材料。研究了植物纤维种类和添加质量分数、偶联剂KH-550添加质量分数对PS木塑复合材料力学性能的影响。结果表明：木纤维和偶联剂的加入都使复合材料的力学性能呈先增大后减小的趋势。当木纤维添加质量分数为25%,偶联剂KH-550添加质量为木纤维添加质量的1.5%时,复合材料具有最大的拉伸强度、弯曲强度和断裂伸长率,分别为30.2MPa,86MPa和8.74%,缺口冲击强度随木纤维添加质量分数的增加而减小。木纤维和竹纤维填充的两种复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度相差不大。     

不同含量POE增韧竹塑复合材料的力学和动态力学性能

为研究增韧剂聚烯烃弹性体(Polyolefin elastomer,POE)对竹粉/高密度聚乙烯复合材料(竹塑复合材料,BPC)的增韧作用,制备了高性能竹塑复合材料。在竹塑复合材料中分别添加不同含量的 POE 制备试样,对制备的试样进行力学性能测试和动态热力学分析。力学性能测试结果表明,随着 POE 含量的增加,竹塑复合材料的冲击强度明显增大,但拉伸强度和弯曲强度均减小,当 POE 含量为40%时,竹塑复合材料的冲击强度最好;动态热力学分析结果表明,随着 POE 含量的增加,竹塑复合材料的韧性增强,当 POE 含量为40%时,竹塑复合材料的韧性最强。     

改性纳米HA对PLA-PBAT共混体系结晶与流变性能的影响

采用熔融共混挤出法制备改性纳米羟基磷灰石（HA）/聚乳酸（PLA）-聚己二酸丁二酯-对苯二甲酸丁二酯（PBAT）复合降解材料,利用差示扫描量热仪（DSC）、流变仪、电子拉伸机、扫描电镜（SEM）等,对其结晶、流变行为、力学性能、冲击性能、表面结构等进行了研究。DSC结果表明：随着改性纳米HA添加量的增多,HA/PLA-PBAT共混体系的玻璃化转变温度先升高后下降;冷结晶温度逐渐下降,降低了13℃,结晶能力有所提高;结晶度由24.33%增加到33.47%。流变行为显示共混体系黏度随剪切速率的增大而减小,属非牛顿流体。此外,随着改性纳米HA的增多,HA/PLA-PBAT共混体系储存模量和损耗模量逐渐减小;屈服强度、缺口冲击强度、拉伸强度先增大后减小,当共混体系中改性纳米HA添加量为2%（80/20/2）时,达到最大值。SEM观察发现,少量改性纳米HA可以均匀分散在PLA-PBAT基体中并能显著提高其韧性。     

滑石粉/碳酸钙增强增韧高密度聚乙烯的研究

采用熔融共混法制备HDPE复合材料,研究了talc和(或)CaCO3的添加量对HDPE复合材料力学性能的影响。结果表明,将滑石粉和碳酸钙共复合时,可以同时发挥片状滑石粉的增强作用和近球状碳酸钙的增韧作用;当无机粉体的添加量为30%时,HDPE/talc/CaCO3共混复合体系的拉伸强度提高了29.9%,冲击强度提高了56.1%,弯曲强度提高了40%。     

端环氧基聚氨酯的合成及其与环氧树脂共混物的性能

合成了四种不同数均分子量的聚丙二醇型端环氧基聚氨酯(ETPU),标记为ETPU700、ETPU1000、ETPU1500及ETPU2000,并考察了其与环氧树脂共混物的物理机械性能。采用FT-IR与~1HNMR对端环氧基聚氨酯的结构进行了表征。ETPU/EP的力学性能随ETPU的分子量以及用量的变化而改变:对于ETPU1000、ETPU1500和ETPU2000,ETPU/EP的拉伸强度与冲击值先随ETPU添加量的增加而增加,当ETPU的添加量超过临界值——分别为3phr、5phr、1phr后,会导致拉伸强度与冲击值的下降;对于ETPU700,ETPU/EP的拉伸强度随ETPU添加量的增加而下降,超过临界添加量7phr后拉伸强度上升,而冲击值则随ETPU添加量的增加而缓慢增加。SEM分析表明ETPU/EP呈两相结构,橡胶颗粒粒径随ETPU添加量的上升而增大,且断面呈典型的韧性断裂。DMA测试结果表明ETPU/EP的T_g降低,Tanδ增大,说明ETPU/EP固化后的网络柔韧性增加。     

颗粒Al_2O_3增强环氧树脂复合材料的微波固化动力学及性能

利用Avrami法研究了Al_2O_3颗粒及其添加量对E51/DDS体系的微波固化表观活化能的影响,采用差示扫描量热、动态力学分析、力学性能测试和扫描电子显微镜等试验手段对产物的热性能、力学性能及微观形态进行研究。结果表明,Al_2O_3颗粒增强E51/二氨基二苯砜(DDS)体系可以显著降低其微波固化的反应活化能,其中相比于未添加的体系,添加量达到40%时,其微波固化活化能降低了19.3%;加入Al_2O_3颗粒可以提高体系的玻璃化转变温度,增加幅度与添加量正相关;且体系的损耗模量随着添加量的增加而降低。拉伸和弯曲模量随着Al_2O_3添加量的增加而增加,而拉伸和弯曲强度则呈现先增加后减小的趋势。断面分析表明Al_2O_3颗粒的存在阻止了微裂纹的扩展,消耗更多的能量,提高了浇注体的力学性能。     

聚乳酸/壳聚糖复合材料的制备及性能研究

目的 以聚乳酸 （PLA） 为基材,与壳聚糖 （CTS） 相结合制备抗菌复合材料。方法 通过熔融挤出复合工艺制备全生物降解抗菌复合材料, 考察壳聚糖对复合材料力学性能和抗菌性能的影响。结果 复合材料的拉伸强度和弯曲强度随着壳聚糖质量分数的增加而略有降低的趋势, 其缺口抗冲击强度基本不受壳聚糖的影响, 断裂伸长率则呈现先上升后减小的趋势。当壳聚糖质量分数为4%时, 复合材料具有较佳的综合力学性能。当壳聚糖的质量分数为8%时, 复合材料具有较明显的抗菌能力。结论 全生物降解聚乳酸壳聚糖复合材料具有广阔的应用前景, 尚需要继续深入探讨两者之间的关系,以制备性能更加优良的全生物降解型材料。     

PBS增韧改性MWNTs/PLA导电3D 打印耗材的制备及性能

为解决多壁碳纳米管/聚乳酸(MWNTs/PLA)导电打印耗材变脆的问题,本文利用双螺杆熔融共混方法,制备了聚丁二酸丁二醇酯(PBS)增韧改性的MWNTs/PLA复合材料。研究发现,PBS添加量对复合材料的性能有显著影响。随PBS含量增加,复合材料的电阻率升高,断裂伸长率和冲击强度明显提高,但拉伸强度、弯曲强度和硬度有所降低。当PBS含量为10%时,共混复合材料的综合性能最好,并根据最佳条件制成具有一定韧性的导电3D打印耗材,实际使用效果良好。     

Effects of heat treatment processes on microstructure and properties of 2·25Cr–1Mo–0·25V HSLA steels

Abstract

In the present paper, the effects of the heat treatment processes with two conditioning treatments and four quenching–tempering processes on the mechanical properties of 2·25Cr–1Mo–0·25V high strength low alloyed (HSLA) steel are investigated. The results show that the conditioning treatments have obvious effects on the low temperature impact energy but little effect on the tensile strength. The elevation of the final austenitising temperature increases the strength, whereas it results in the decrease in the low temperature impact energy due to the coarse microstructure. The results of the fracture surfaces analysis further make sure that the fracture surfaces of tensile specimens all exhibit ductile characters with a lot of dimples. However, the fracture surfaces of impact specimens exhibit two typical fracture characters, i.e. the ductile and brittle fracture surface corresponding to the fine and coarse microstructures respectively. In addition, the elongation and reduction in area seem to be insensitive to the heat treatments. Meanwhile, the impact fracture mode is more sensitive to the grain size and not to the low temperature impact energy.     

汽车高强钢SG1000激光复合焊接力学性能研究

目的 针对汽车高强钢SG1000焊接接头恶化等问题,研究了SG1000激光复合焊接的力学性能。方法 选用等强匹配焊丝MG90-G对高强钢SG1000进行激光复合焊接,对焊接接头进行拉伸和低温冲击韧性试验,并结合扫描和硬度监测等手段对焊缝组织和断口形貌进行分析。结果 由于激光的预热作用,高强钢SG1000激光复合焊接成形件的焊缝美观,焊接过程稳定可靠,焊接熔池深度较大,有效改善了传统焊接的咬边、飞溅、气孔等缺陷。焊缝组织主要由板条马氏体和奥氏体晶粒组成,热影响区的过热区内部板条马氏体和奥氏体晶粒比较粗大,而焊接母材主要为细小的板条马氏体和奥氏体晶粒。焊接拉伸断口主要为细小且较浅的韧窝,且韧窝底部存在第二相粒子及夹杂物,焊接拉伸断口断裂于热影响区且微观形貌为韧性断裂;冲击微观形貌主要由准解理小平面及河流花样组成,且存在一定数量大小不一的韧窝交错分布,焊接冲击断口断裂于热影响区且微观形貌也为韧性断裂。结论 焊缝热影响区的晶粒比非热影响区的晶粒粗大,拉伸和冲击断裂均发生于热影响区;随着激光功率的增大,复合焊接接头的力学性能呈现逐渐增强的趋势;随着焊接速度的增大,复合焊接接头的力学性能呈现先增强后削弱的趋势。高强钢SG1000激光复合焊接最佳工艺参数如下:激光功率为9.5 kW,焊接速度为0.8 m/min,对应屈服强度为1 072 MPa,抗拉强度为1 175 MPa,断裂伸长率为13.5%,冲击断裂吸收的能量为30.8 J、焊缝中心显微硬度为342 HV。     

聚醚砜/双马来酰亚胺-环氧树脂复合材料的微观结构与性能

为研究聚醚砜(PES)增韧双马来酰亚胺(BMI)与环氧树脂(EP)体系的微观结构与性能,采用原位聚合法制得PES/BMI-EP复合材料。通过FTIR和SEM分析可知PES未与BMI-EP树脂发生化学反应,而是与BMIEP分子间存在强烈的相互作用,并以两相结构存在,是多相复合材料。在PES/BMI-EP复合材料中,PES为分散相,相与相之间界面模糊,其断面裂纹不光滑方向发生改变,为典型的韧性断裂形貌;能谱测试结果证明PES与基体间存在相互渗透现象,PES均匀的分散于基体树脂中。力学测试分析结果显示:当PES含量为4wt%时,PES在基体树脂中分散性较好,其弯曲强度与冲击强度达到最高,为144.9MPa和19.7kJ/m2,比BMI-EP基体树脂分别提高41.2%和90%;热失重测试结果显示,适量的PES能提高PES/BMI-EP复合材料的分解温度,过量添加不利于材料分解温度的升高。     

抗氧剂/光稳定剂对3D打印光致变色木塑复合材料性能的影响

功能性光致变色木塑复合材料(PWPC)使用寿命通常较短,因此本研究将抗氧剂1010和光稳定剂770引入到PWPC中,以改善复合材料的力学和耐光疲劳等性能。采用熔融共混法制得杨木粉/聚乳酸(WF/PLA)基光致变色复合材料,通过熔融沉积技术(FDM)打印成型,对制备的WF/PLA复合材料力学、界面相容性、热稳定性和耐光疲劳性能进行分析表征。与WF/PLA复合材料相比,当只添加抗氧剂1010时,WF/PLA复合材料拉伸、弯曲和冲击强度分别提高了42.58%、23.25%、6.52%;只添加光稳定剂770时,WF/PLA复合材料拉伸强度提高,弯曲强度和冲击强度均下降。当抗氧剂1010与光稳定剂770以质量比为1∶1添加到WF/PLA复合材料中时,在这两种助剂的协同作用下,WF/PLA复合材料的拉伸强度提高了1.8%,弯曲和冲击强度分别减小了9.3%和22.1%,相比于其他复配体系样品,力学性能降低幅度最低。此外,与WF/PLA复合材料相比,抗氧剂1010与光稳定剂770质量比为1∶1的WF/PLA复合材料的热降解性能和耐光变疲劳性能得到改善,质量损失为5%时的温度为219.84℃。老化第10天,其表面颜色变化值ΔE由5.3增至6.7,增加了26.7%。      

The effect of partially stabilized zirconia on the mechanical properties of the hydroxyapatite–polyethylene composites

The effect of partially stabilized zirconia (PSZ) on the mechanical properties of the hydroxyapatite-high density polyethylene composites was studied by investigating the effect of hydroxyapatite and the simultaneous effect of hydroxyapatite and PSZ volume fractions on fracture strength, modulus of elasticity, and absorbed energy in the composite samples. The results showed a decrease in fracture strength, and absorbed energy with an increase in the volume fraction of hydroxyapatite content in the hydroxyapatite-polyethylene samples. Partial replacement of hydroxyapatite with PSZ particles was beneficial in the improvement of both the fracture strength and failure energy values in the composite samples. A transition from ductile to brittle behavior was observed as the volume fraction of ceramic filler particles increased in the samples.     

Property Characteristics of a TiB2p/Al Composite Fabricated by Squeeze Casting Technology

TiB2P/Al composite was successfully fabricated by squeeze casting technology.Its mechanical and tribological properties were evaluated .The elimination of Ti-Al intermetallic compound was confirmed by X-ray diffraction （XRD）studies.At 45% volume fraction ,the bending strength at ambient temperature was 934 MPa.And the fracture modes included ductile failure of Al matrix and brittle fracture of TiB2 pqrticles.In dry sliding wear mode ,severe plastic deformation and adhesive wear were found on te worn surfaces of the SiCP/Al composite .But no obvious characteristics of adhesion or abrasion wear were observed on that of the TiB2P/Al composites .At the stedady stage ,the friction coefficient of the SiCP/Al composite was about 0.6 .While that of TiB2P/Al composite was only only about 0.16-0.17.     

Property Characteristics of a TiB2P/AI Composite Fabricated by Squeeze Casting Technology

TiB2P/Al composite was successfully fabricated by squeeze casting technology. Its mechanical and tribological properties were evaluated. The elimination of Ti-Al intermetallic compound was confirmed by X-ray diffraction (XRD) studies. At 45% volume fraction, the bending strength at ambient temperature was 934 MPa. And the fracture modes included ductile failure of Al matrix and brittle fracture of TiB2 particles. In dry sliding wear mode, severe plastic deformation and adhesive wear were found on the worn surfaces of the SiCP/Alcomposite. But no obvious characteristics of adhesion or abrasion wear were observed on that of the TiB2P/Al composites. At the steady stage, the friction coefficient of the SiCP/Al composite was about 0.6. While that of TiB2P/Al composite was only about 0.16～0.17.