偶联剂对PLA/PBAT/WF复合材料3D打印性能的影响

以聚乳酸（PLA）和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯（PBAT）为基体,杨木粉（WF）为填充增强材料,使用混炼机熔融共混制备PLA/PBAT/WF复合材料,采用熔融沉积成型（FDM）技术制备标准实验试样,通过扫描电子显微镜、红外光谱分析、旋转流变测试以及力学试验等方法,研究不同含量的硅烷偶联剂KH550对PLA/PBAT共混物以及PLA/PBAT/WF的相容性、流变性及力学性能的影响。结果表明,在偶联剂用量为3 %（质量分数,下同）时,拉伸强度提高了136 %;偶联剂KH550与 PLA和PBAT共价键偶联生成接枝聚合物,二者相容性得到提高;同时偶联剂与WF表面羟基发生缩聚反应有效的改善了其与PLA/PBAT的基体相容性,PLA/PBAT/WF复合材料的FDM的制件力学性能得到较大提升;复合材料的黏度随偶联剂含量的增加呈下降的趋势,含量为3 %时线材的综合打印性能及制品质量最佳。     

双层包覆改性碳酸钙在高填充聚酯中的应用

以聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯(PBAT)树脂为基材,以50%表面改性的CaCO3为填充物制备出高填充复合材料。通过对CaCO3表面改性剂的种类以及复配研究,采用双层包覆技术制备出力学性能较好的高填充全生物降解复合材料。采用0.5%KH560和0.5%钛酸酯102双层包覆法表面改性碳酸钙,制备成复合材料拉伸强度达到20.28 MPa,相对于未改性的复合材料拉伸强度提高了39%,相对于单层KH560和钛酸酯102表面改性技术制备成的复合材料拉伸强度分别提高了16.8%和26.6%。并通过动态流变学的Cole-Cole理论研究了不同改性方法在PBAT/CaCO3复合材料中对两相间相容性以及弹性模量的影响,为高填充复合材料的开发与应用奠定了基础。     

PBAT/微晶纤维素复合材料的制备及性能研究

以聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)和微晶纤维素(MCC)为原料,采用熔融挤出流延法制备PBAT/MCC复合材料。探究PBAT/MCC复合材料的热学性能、流变行为、微观形貌和力学性能。结果表明:MCC能够提高PBAT基体的热稳定性,使PBAT/MCC复合材料的残炭率显著增加。当MCC用量为7%,PBAT/MCC复合材料的T5%达到366.0℃,与纯PBAT相比提高40.2℃,残炭率提高至10.33%。MCC在PBAT基体中起异相成核作用,当MCC用量为3%,PBAT/MCC复合材料的Tc和Tm分别提高3.61℃和2.9℃。MCC的添加使PBAT基体的储能模量、损耗模量和复合黏度均略有提升。同时,MCC能够起增强和增韧作用,当MCC的加入量为3%,PBAT/MCC复合材料的拉伸强度和断裂伸长率达到最大值,与纯PBAT相比分别提高27.1%和49.7%,且MCC在PBAT中表现良好的相容性。     

PVC/竹片木塑复合材料制备工艺

以竹片为原料,复合聚氯乙烯(PVC)薄膜,通过热压–冷压工艺制备了新型PVC木塑复合材料。通过改变热压时间、热压温度和PVC添加量,研究了不同工艺条件下所制备的PVC木塑复合材料的力学性能和界面性质。实验结果表明,制备厚度为1 cm,面积为10 cm2的木塑复合材料的最佳加工工艺为:在180℃的热压温度下热压时间750 s,PVC添加量为0.3 g。加入硅烷偶联剂KH550可以有效提高PVC木塑复合材料的力学性能和界面相容性,在最佳加工条件下加入KH550为1%时,材料的胶合强度为1.212 MPa。     

共改性煤粉增强丁苯橡胶的硫化、力学和热稳定性能研究

将硅烷偶联剂KH⁃560和硫化促进剂CZ共改性煤粉（Coal）作为增强填料加入到丁苯橡胶（SBR）中制备改性SBR/ Coal复合材料,通过设置不同的共改性Coal的添加量,寻找KH⁃560、CZ共改性Coal增强丁苯橡胶的最佳实验配比。结果表明,KH⁃560的最佳添加量为Coal质量的5 %,此时SBR/ Coal⁃KH560复合材料的力学性能最佳; KH⁃560和CZ改性Coal可以明显减少Coal团聚现象,在丁苯橡胶中均匀分散。当Coal⁃KH560⁃CZ添加量为40 %时,与纯SBR相比,拉伸强度由1.66 MPa升高至2.9 MPa,断裂伸长率由295 %升高至390 %,撕裂强度由7.1 N/mm增加至11.6 N/mm,复合材料的力学性能和热稳定性能得到改善,加工性能也得到较大提升。     

增容剂对PVDF/PUR-T复合材料的性能影响

采用流延成膜法制备了硅烷偶联剂KH–560和端氨基液体丁腈橡胶(ATBN)协同改性的聚偏氟乙烯(PVDF)/聚醚型热塑性聚氨酯弹性体(PUR–T)复合材料,初步探讨了单一增容剂(KH–560或ATBN)含量、复配增容剂含量与比例及成膜温度等条件对PVDF/PUR–T复合材料力学性能的影响,深入研究了复合材料的结晶性能、热稳定性能和亲/疏水性能。结果表明,与单一增容剂相比,复配增容剂的引入明显提高了复合材料的力学性能,并且当复配增容剂添加量为10%,复配比KH–560/ATBN=3/1,成膜温度为50℃时,其与PVDF/PUR–T基体间的界面粘结性明显得到改善,改性后复合材料断裂伸长率达到273%。PUR–T与复配增容剂的加入抑制了PVDF的结晶,复合材料的结晶度降低,但仍具有良好的热稳定性能,且疏水性得到提高。     

玄武岩纤维增强高密度聚乙烯的力学性能

玄武岩纤维(BF)未经改性处理和经硅烷偶联剂(KH–550和KH–570)进行处理后,添加到高密度聚乙烯(PE–HD)基体树脂中,增强PE–HD的力学性能,用傅立叶变换红外光谱和扫描电子显微镜对硅烷偶联剂处理的BF进行表征,同时,用SEM观察BF增强PE–HD复合材料的拉伸断面。结果表明,随着未经改性处理BF添加量增加,PE–HD复合材料的拉伸强度、弯曲强度逐渐提高,当添加量达到30%时,拉伸强度达到45.5 MPa,提升79.1%;弯曲强度达到41.3 MPa,提升118.9%。经KH–550和KH–570处理的BF添加量达到20%时,PE–HD复合材料的拉伸强度均达到45 MPa以上,其后随着BF添加量继续增加,拉伸强度变化不大,而弯曲强度随BF添加量的增加逐渐增大。当BF添加量达到30%时,BF改性与否对PE–HD复合材料的力学性能的影响不大。当改性BF添加量为5%~15%时,KH–550改性的PE–HD复合材料的力学性能较KH–570改性的高;当改性BF添加量为20%,25%时,KH–570改性的PE–HD复合材料的力学性能较KH–550改性的高。     

聚乙烯醇/聚己二酸对苯二甲酸丁二酯复合材料的制备与性能

通过熔融共混制备了增塑改性聚乙烯醇(TPVA)与聚己二酸对苯二甲酸丁二酯(PBAT)的复合材料,系统研究了PBAT用量对复合材料的热性能、加工性能、微观形态结构和力学性能的影响。研究表明:PBAT的加入使复合材料的结晶温度和熔点增加;随着PBAT用量增加,复合材料的熔体流动速率增大,扭矩平衡值下降,改善了复合材料的热塑加工性能;少量的PBAT与TPVA具有一定的相容性;随着PBAT用量的增加,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率先增加后降低,当PBAT添加量为5%时,可使TPVA/PBAT复合材料的拉伸强度和断裂伸长率达到最佳,分别为27.03 MPa和643%。     

硅烷偶联剂改性酚醛泡沫塑料的制备和性能研究

以硅烷偶联剂KH–560作为增韧剂,制备了KH–560改性酚醛泡沫塑料,研究了KH–560含量对酚醛泡沫塑料性能的影响。结果表明,添加KH–560制备的改性酚醛泡沫塑料的性能得到明显提高,当KH–560质量分数(相对于参加反应苯酚的质量)为7%时,改性酚醛泡沫塑料的压缩强度、冲击强度和阻燃性均达到最大值,同纯酚醛泡沫塑料相比,分别提高了37%,68%和3.8%。当KH–560质量分数为5%时,改性酚醛泡沫塑料的粉化率最小,为1.6%。热失重分析结果表明,改性酚醛泡沫的热稳定性仅稍有降低,500℃时的质量保持率较纯酚醛泡沫塑料提高1%~3%,仍然保持优良的热稳定性。     

硫酸钙晶须填充PBS的力学性能与热稳定性

硅烷偶联剂(KH550)对硫酸钙晶须(CSW)进行表面处理,运用熔融混炼挤出法制备了CSW/PBS复合材料。动态接触角、EDS和SEM研究结果显示:KH550表面处理改善了CSW填料与PBS基体之间的界面相容性。经KH550处理的CSW填料在PBS树脂中含30%时比未经处理复合材料的拉伸强度、弯曲强度分别提高22.1%和21.7%。差示扫描量热(DSC)和热重分析(TGA)结果表明:5%~20%CSW的添加量可使PBS的结晶温度增加约1~3℃,CSW/PBS复合材料的热分解温度得到提高,偶联剂对CSW表面改性使CSW/PBS复合材料的热稳定性增强。     

热致性液晶聚合物/酚醛树脂/氧化石墨烯混杂复合材料的性能研究

采用熔融挤出法将热致性液晶聚合物(TLCP)与酚醛树脂(PF)熔融挤出,分别加入改良Hummers法制备的氧化石墨烯(GO)、硅烷偶联剂改性GO(KH550 GO、KH560 GO),制备了TLCP/PF/GO混杂复合材料,研究了加入GO对TLCP/PF/GO混杂复合材料的力学性能、摩擦磨损性能的影响。结果表明,硅烷偶联剂处理的GO能一定程度提高复合材料的摩擦磨损性能和力学性能,特别是TLCP/PF/KH560 GO混杂复合材料的摩擦因数稳定,在150 ℃和250 ℃下的体积磨损率分别降低了20.6 %和23.1 %,材料的冲击强度提高了18.6 %。     

硅烷偶联剂对HDPE/木粉复合材料性能的影响

使用经硅烷偶联剂HP-172和HP-174改性的木粉制备了HDPE/木粉复合材料,研究了偶联剂用量对其性能的影响。实验结果表明:当使用1.5%的HP-172处理木粉后,可使复合材料的各项力学性能提高30%以上;HP-174的用量为1%~1.5%也得到了较好的改性效果。通过FIR和SEM分析发现,硅烷偶联剂可与木粉表面发生化学反应,从而提高了HDPE与木粉的界面粘合强度,使复合材料的力学性能得以提高     

改性椰壳粉／PVC复合材料结构和性能的研究

研究了偶联剂改性椰壳粉的种类及用量、椰壳粉的质量分数对椰壳粉／PVC复合材料性能的影响,并用扫描电镜（SEM）观察了拉伸断面。结果表明：硅烷偶联剂KH-550质量分数为2％时效果较好,拉伸强度提高了12．6％,冲击强度提高了30．6％;经过硅烷偶联剂KH-550改性,能增大椰壳粉填充质量分数,提高复合材料的维卡软化点温度,改善了椰壳粉纤维在PVC基体中分散性和相容性。     

Effects of vinyltrimethoxy silane on thermal properties and dynamic mechanical properties of polypropylene–wood flour composites

The viability of vinyltrimethoxy silane was investigated as a coupling agent for the manufacture of wood–plastic composites (WPC). The effect of silane pretreatment of the wood flour on the thermal and the dynamic mechanical properties and thermal degradation properties of the composites were studied. Moreover, the effect of organosilane on the properties of composites was compared with the effect of maleated polypropylene (MAPP). DSC studies indicated that the wood flour acts as a PP-nucleating agent, increasing the PP crystallization rate. In general, pretreatment with small amounts of silane improved this behavior in all the WPCs studied. Thermal degradation studies of the WPCs indicated that the presence of wood flour delayed degradation of the PP. Silane pretreatment of the wood flour augmented this effect, though without significantly affecting cellulose degradation. Studies of dynamic mechanical properties revealed that the wood flour (at up to 30 wt %) increased storage modulus values with respect to those of pure PP; in WPCs with a higher wood flour amount, there was no additional increase in storage modulus. Pretreatment of the wood flour with silane basically had no effect on the dynamic mechanical properties of the WPC. These results show that with small amounts of vinyltrimethoxy silane similar properties to the MAPP are reached. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2008     

改性木聚糖对PBAT/PLA复合材料包装性能的影响

通过硅烷偶联剂KH560对木聚糖(xylan)进行改性,采用熔融共混制备聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)/聚乳酸(PLA)/xylan复合薄膜,探讨了不同含量的xylan和改性木聚糖(s-xylan)对薄膜的力学性能和透氧、透湿、透光等性能的影响。结果表明,复合薄膜的拉伸强度和氧气透过率在当s-xylan含量为1%(质量分数,下同)时达到最佳效果,其中拉伸强度较纯PBAT/PLA薄膜提高了11.7%,氧气透过率比纯PBAT/PLA薄膜的氧气透过系数降低了32.7%;s-xylan复合薄膜的阻湿能力明显优于未改性xylan复合薄膜,同时复合薄膜雾度随着xylan含量的增加而增大。     

Mechanical properties of wood flake–polyethylene composites. II. Interface modification

This article discusses the methods of interface modification of composites based on raw wood flakes and high‐density polyethylene (HDPE) and the effects of these modifications on composite properties. An HDPE matrix was modified by a reaction with maleic anhydride (MA) in a twin‐screw extruder and then compounded with wood flakes to produce wood–polyethylene composites. Wood flakes were modified by a reaction with a silane coupling agent in an aqueous medium before being compounded with HDPE to produce silane‐modified WPCs. Differential scanning calorimetry and Fourier transform infrared spectroscopy data provide evidence for the existence of a polyethylene (PE)–silane‐grafted wood structure, which acts as a compatibilizer for wood flakes and PE. The results of MA‐modified composites indicate that some maleated HDPE is reacting with wood through esterification to form a compatibilizer for wood flakes and HDPE. Significant improvements in tensile strength, ductility, and Izod impact strength were obtained. Scanning electron micrographs provide evidence for strong interactions between the wood flakes and the matrix agent. The results indicate that 1–2 wt % MA modification on HDPE and 1–3 wt % silane treatment on wood flakes provide WPCs with the optimum properties. © 2002 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 83: 2505–2521, 2002     

界面改性对聚乳酸/Lyocell纤维复合材料结构与性能的影响

采用熔融共混法制备了聚乳酸（PLA）/Lyocell纤维复合材料,并通过力学性能、差示扫描量热仪、维卡软化温度及扫描电子显微镜等研究了硅烷偶联剂（KH550）和六亚甲基二异氰酸酯（HMDI）对复合材料结构与性能的影响。结果表明,与KH550相比,HMDI界面改性的效果较佳;随着偶联剂HMDI含量的增加,复合材料的力学性能呈现先增后减的趋势,当其含量为1 %（质量分数,下同）时,复合材料的维卡软化温度较未添加偶联剂时提高了5.1 ℃,且拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量和缺口冲击强度也比未添加HMDI时分别提高了57.1 %、10.5 %、32.3 %、19.5 %和23.7 %。