表面活化对粉煤灰/PVC复合材料力学性能的影响

为了研究粉煤灰在聚氯乙烯(PVC)复合材料中对其他无机填料的可替代性,比较了硅烷偶联剂(KH550,KH570)和硬脂酸(SA)表面活化粉煤灰后,在不同填充量下,对PVC复合材料力学性能的影响,并且,利用SEM对粉煤灰/PVC复合材料的微观形貌进行表征。研究结果表明,随着粉煤灰含量的增加,PVC复合材料的拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度均降低,但是,热变形温度增大;KH550活化处理后的粉煤灰/PVC复合材料的拉伸强度和弯曲强度与SA改性的复合材料相比较好,而SA活化表面处理后的复合材料的断裂伸长率和冲击强度与硅烷偶联剂改性的复合材料相比较好。为粉煤灰资源化利用提供了新方向。     

偶联剂对稻壳纳米SiO2/EP复合材料力学性能影响

利用硅烷偶联剂(KH550)作为稻壳纳米SiO2(以下简称SiO2)的表面改性剂,研究了KH550用量对SiO2性质的影响.结果表明,KH550能将团聚的SiO2分散开,改善SiO2的表面性质;随KH550用量增加,团聚体尺寸减小,纳米粒子之间的空隙增大.将SiO2作为环氧树脂(EP)填料,探讨了KH550用量对复合材料力学性能的影响.当SiO2质量分数为5％时,材料的拉伸强度、拉伸模量、断裂伸长率和玻璃化转变温度(tg)先随KH550用量增加然后再减小.KH550质量分数5％～8％时,复合材料各项性能之间平衡性好,综合性能最佳.     

改性PVC的性能

利用对苯二甲酸二丁酯作为增塑剂,对聚氯乙烯(PVC)进行了改性。研究发现,增塑剂的含量在很大程度上影响着聚氯乙烯的性能。当对苯二甲酸二丁酯的质量分数由10%增加至50%时,PVC的拉伸强度、拉伸弹性模量和耐磨损性能下降,冲击强度、断裂伸长率和亲水性得到改善。实验结果表明,当对苯二甲酸二丁酯的质量分数为30%时,相应的聚氯乙烯样品(PVC3)的综合性能最为优异,拉伸强度为30 MPa,拉伸弹性模量为2.1 GPa、断裂伸长率为112%,缺口冲击强度为8.5 kJ/m~2,磨损实验的质量保持率为90.7%,水接触角为75°,吸水率为0.36%。另外,对苯二甲酸二丁酯质量分数为30%的改性PVC在–30～40℃区间范围内,力学性能并未出现明显降低,表现出了优异的耐高低温性能。     

改性针形纳米碳酸钙在PVC中的应用研究

用市售改性剂对自制的针形纳米碳酸钙进行表面改性,然后将改性纳米碳酸钙填充到聚氯乙烯（PVC）材料中,研究了PVC复合材料的力学性能。与未填充纳米碳酸钙的PVC相比,添加质量分数为5 %改性针形碳酸钙的PVC复合材料拉伸强度提高了10 %、冲击强度提高了7 %;扫描电子显微镜分析显示,改性纳米碳酸钙在PVC体系中分散均匀,冲击试样断面和拉伸试样断面均呈现明显的韧性断裂特征。     

PP-g-MAH/改性高岭土复合材料的制备与性能

利用γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂(KH550)对高岭土(kaolin)进行表面改性,制备了改性kaolin(M-kaolin),然后将聚丙烯(PP)接枝上顺丁烯二酸酐(MAH),制备了PP-g-MAH,将两者经过熔融共混制备了PP-gMAH/M-kaolin复合材料,研究了M-kaolin添加量对复合材料力学性能和热稳定性的影响。结果表明,当M-kaolin粒子质量分数为1%时,PP-g-MAH/M-kaolin复合材料的拉伸强度和断裂伸长率达到最大值,与纯PP相比分别提高了10.4%和122%;当M-kaolin粒子质量分数为2%时,复合材料的缺口冲击强度达到最大值,较纯PP提高了96.5%,且热稳定性最好。这表明kaolin粒子经KH550改性且PP经MAH接枝后,PP与kaolin相容性得到优化,从而使复合材料的强度和韧性都得到了提高。     

PVC与纳米碳酸钙复合材料的结构与性能研究

采用拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度等力学参数对聚氯乙烯(PVC)/纳米CaCO3复合材料进行评价,并结合热重差示扫描量热仪、扫描电镜对复合材料的热稳定性和断面结构进行表征.结果表明:采用超声分散方法,选用NDZ-311/SG-Al 821复合改性剂改性的纳米CaCO3明显提高了PVC基复合材料的缺口冲击强度、断裂伸长率和热稳定性;当纳米CaCO3填充质量分数达15%时,PVC/纳米CaCO3复合材料的缺口冲击强度达22.34 kJ/m2,比未填充纳米CaCO3的提高了60.5%;当纳米CaCO3填充质量分数不高于20%时,用超声技术改性纳米CaCO3能很好地分散在PVC基体中.     

硅烷偶联剂对高密度聚乙烯/甜高粱渣复合材料性能的增强机制

采用硅烷偶联剂KH550改性处理甜高粱渣(SSS),制备高密度聚乙烯/改性甜高粱渣(HDPE/SSS)复合材料。研究KH550质量分数对SSS表面官能团及微观形貌的影响,并对HDPE/SSS复合材料的微观形貌、静态力学性能、蠕变行为、应力松弛行为及表面亲/疏水性进行系统的探究。结果表明:随着KH550质量分数的增加,复合材料的静态力学强度(拉伸、弯曲和冲击)均呈现先上升后下降的趋势;KH550有效提高复合材料的热稳定性、抗蠕变性能和抗应力松弛性能;复合材料的表面疏水性随KH550用量的增加而增强。当KH550质量分数为3%时,复合材料的界面结合情况较好,其静态力学强度、抗蠕变性能和抗应力松弛最佳。     

扩链剂TDI对PLA/AMB纳米复合抗菌材料性能影响

在聚乳酸(PLA)/自制抗菌母料(AMB)纳米复合材料中添加扩链剂甲苯二异氰酸酯(TDI),研究了TDI含量对纳米复合材料抗菌性能和力学性能的影响。结果表明,TDI质量分数在0~2.5%范围内,随着TDI含量的增加,复合材料对大肠杆菌的抗菌性能逐渐轻微减弱,但仍为强抗菌材料;拉伸强度、缺口冲击强度和弯曲强度逐渐增加,断裂伸长率先增加后减小。当TDI质量分数为2.5%时,复合材料的综合性能最好,与PLA/AMB相比,其拉伸强度、断裂伸长率、缺口冲击强度和弯曲强度分别提高了7.9%,147.6%,29.4%和22.0%,抗菌率为99.1%,仍为强抗菌材料。     

PVC/ACRⅠ/ACRⅡ共混体系的力学性能

通过力学性能的测试考察了混炼温度、加工助剂ACR Ⅰ及抗冲击改性剂ACR Ⅱ用量对PVC/ACR Ⅰ/ACR Ⅱ共混体系缺口冲击强度和拉伸强度的影响.结果表明:加工助剂ACR Ⅰ对PVC/ACR Ⅰ(质量比100/0～12)共混体系的力学性能没有影响;混炼温度和抗冲击改性剂ACRⅡ用量对PVC/ACRⅠ/ACRⅡ共混体系的力学性能影响较大,即混炼温度为140 ℃时,PVC/ACRⅠ/ACRⅡ(质量比100/6/12)缺口冲击强度最好,即63.66 kJ/m2,而拉伸强度则随着温度的升高而增加;抗冲击改性剂ACR Ⅱ用量为12份时,PVC/ACR Ⅰ/ACRⅡ共混体系的缺口冲击强度最好(17.84 kJ/m2),而拉伸强度则随着ACRⅡ用量的增加而逐渐减小.     

纤维表面改性对PA66/玄武岩纤维复合材料性能影响

以CO_2和缩水甘油醚为原料合成了环状碳酸酯,通过环状碳酸酯与偶联剂KH–550的氨基反应制备两种新型表面改性剂,与KH–550分别对玄武岩纤维(BF)进行改性,得到三种改性纤维KBF,KBF–P,KBF–B。采用双螺杆挤出机共混制备了改性玄武岩纤维增强尼龙66(PA66)复合材料,考察其力学性能和吸水率;采用扫描电子显微镜、热同步分析仪对复合材料的微观结构和热稳定性进行研究。结果表明,与未改性的复合材料相比,纤维质量分数为20%的PA66/KBF–B复合材料的拉伸强度、弯曲强度、无缺口冲击强度分别提高了5.5%,5.9%,25.5%;随着KBF–B含量的增加,PA66/KBF–B复合材料的力学性能均得到提高,当KBF–B质量分数达到40%时,PA66/KBF–B的拉伸强度、弯曲强度、无缺口冲击强度比纯PA66提高了161.1%,148.7%,112.7%,且优于相同纤维质量分数的PA66/玻璃纤维复合材料;PA66/KBF–B复合材料的饱和吸水率仅为3.8%且具有优良的热稳定性。KBF–B表面粗糙,与PA66具有良好的相容性。     

废渣粉煤灰纤维棉增强PVC复合材料

本文选用废渣制成的粉煤灰纤维棉(FAF)和聚氯乙烯(PVC)树脂作为原料,成功制备了FAF/PVC复合材料,研究了FAF的表面处理及其加入量对复合材料力学性能、热性能和硬度的影响,并用SEM对复合材料的界面进行了表征。实验结果表明,相对于纯PVC树脂而言,复合材料含经KH550处理的FAF40phr时,拉伸强度提高约12%;含经软化剂处理的FAF10phr时,冲击强度提高约110%;含经偶联剂和软化剂联合处理的FAF10phr时,冲击强度提高约70%,拉伸强度提高约11%,维卡软化温度随FAF添加量的增加呈上升趋势。研究结果证明,KH550和软化剂联合使用会对复合材料起到有效的增强增韧效果,因此能提高复合材料中FAF的填充量。制成的环保型FAF/PVC复合材料不仅性能全面高于纯PVC,而且材料成本显著降低,为综合利用废渣FAF开拓了新方向。     

高填充粉煤灰碳金板材的制备及硅烷偶联剂对其性能的影响

采用热压法制备了高填充粉煤灰碳金板材,研究了硅烷偶联剂对碳金板材力学性能的影响。采用扫描电镜对其断面形貌进行检测及能谱分析,结果表明:适当地添加硅烷偶联剂可以提高碳金板材的力学性能。当粉煤灰为400phr、硅烷偶联剂KH550的添加量为粉煤灰质量的2%时,碳金板材的力学性能达到最佳;拉伸强度31.59MPa,弯曲强度58.33MPa,冲击强度2.07kJ/m²,达到了通用建筑装饰材料的使用指标;粉煤灰填充量高达73%。     

高填充粉煤灰PVC复合发泡板材的制备及性能

以偶氮二甲酰胺(AC发泡剂)、Zn O和Na HCO3复合体系作为发泡剂,采用模压发泡的方法制备高填充粉煤灰聚氯乙烯(PVC)复合发泡板材,确定复合发泡剂的最优配比及其在复合发泡板材中的最佳用量,并对其性能进行了研究。采用发气量测定、热重/差示扫描量热(TG/DSC)分析对AC发泡剂进行了改性研究,选出分解温度满足加工条件的复合发泡剂。添加不同份数的复合发泡剂制备PVC复合发泡板材,用扫描电子显微镜(SEM)分析其断面,测试板材的冲击强度及弯曲强度。实验结果表明,当AC发泡剂、Zn O和Na HCO3的配比为2∶1∶1.5时,最大发气量为213 m L/g,分解温度区间为165~177℃,满足PVC发泡板材加工。当复合发泡剂添加量为6份时,力学性能达到最佳,弯曲强度为17.63 MPa,冲击强度为21.88 k J/m2,达到国家硬质聚氯乙烯低发泡板材的标准;粉煤灰填充量高达61.16%。     

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。     

环氧大豆油和硅氧烷改性水性聚氨酯胶黏剂

以环氧大豆油(ESO)与3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH550)双重交联改性水性聚氨酯(WPU).通过FTIR、TG、DSC、DMA、AFM、粒径分析仪、拉力试验机等仪器对改性的水性聚氨酯进行了表征.研究了ESO和KH550的含量对水性聚氨酯乳液、胶膜以及胶黏剂性能的影响.分析了KH550对水性聚氨酯结晶性能和微相分离的影响.研究发现,随着ESO与KH550的加入,水性聚氨酯乳液的性能得到改善,胶膜的吸水率先减小后增大,拉伸强度逐渐增大,断裂伸张率逐渐减小.水性聚氨酯胶黏剂对PVC的T-剥离强度先增大后减小.随着KH550含量的增加,热稳定性逐步改善,结晶性降低,软段与硬段相混合程度提高.当ESO为4%、KH550为2%(均为质量分数)时,水性聚氨酯胶黏剂的综合性能最好.     

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。     

钛酸钾晶须表面改性及增强环氧树脂研究

采用表面包覆法对钛酸钾晶须(PTW)进行包硅处理,并用硅烷偶联剂KH550和KH560对包硅后的PTW进行表面改性,利用扫描电子显微镜和X射线荧光光谱对PTW进行分析。制备了环氧树脂(EP)/PTW复合材料,考察了改性方法、晶须含量、偶联剂种类等对复合材料拉伸强度、弯曲强度的影响。结果表明,KH560改性后的PTW能够较好地分散于EP中,对拉伸强度能够起到增强作用,当PTW用量为5份时,复合材料拉伸强度达到最大值45.33 MPa,断裂伸长率为3.19%,弯曲强度为171.41 MPa。     

Effect of silane KH‐550 to polypropylene/brucite composite

The effect of the KH‐550 type silane coupling agent on the properties of polypropylene (PP)/brucite (BC) composite was studied. X‐ray diffraction, scanning electron microscope, and polarization optical microscope indicated that morphology structure of PP changed with the addition of KH‐550, which activated the heterogeneous nucleation centers on BC surface, which made the distribution of the spherulite diameter become narrow and uniform, and improved the dispersibility of BC in the matrix. Therefore, KH‐550 enhanced the interfacial adhesion of matrix‐filler and improved the compatibility of the PP/BC composite, when KH‐550's content was 2.9% the tensile strength and impact strength increased approximately by 90% and by 30%, respectively than PP/BC. Flow tests and IR proved that some reactions took place between BC and KH‐550. All the investigations showed KH‐550 was a proper coupling agent in the PP/BC composite. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2008     

Study on thermal,mechanical and morphological properties of recycled poly(vinyl chloride)/fly ash composites

The present study deals with the development of composite materials utilizing recycled poly(vinyl chloride) (r‐PVC) recovered from waste electrical and electronic materials and waste fly ash obtained from thermal power plants. The effect of the incorporation of fly ash on the mechanical, thermal and morphological properties of the r‐PVC matrix was studied. The primary characterization of r‐PVC and fly ash was done employing FTIR, EDX, particle size analysis and XRD analysis. Subsequently, fly ash with a particle size of approximately 9.29 μm was incorporated within the r‐PVC matrix. Composite sheets were prepared using a melt blending process followed by compression moulding. The mechanical test revealed an increase in the tensile strength and elongation at break of the r‐PVC/fly ash composite up to 30 wt% loading of fly ash beyond which there was a decrease in the tensile strength. The impact strength, however, decreased with increasing fly ash content in the r‐PVC matrix. The morphological properties of the composites showed a good distribution of the filler within the recycled matrix. The thermal properties of r‐PVC also improved with the incorporation of fly ash which was revealed from DSC and TGA studies. The water absorption test showed an increase in water uptake with the addition of fly ash in the r‐PVC matrix. © 2020 Society of Chemical Industry     

粉煤灰微珠改性PVC复合材料研究

研究了PVC/粉煤灰微珠复合材料、PVC/CaCO3复合材料的力学性能。实验结果表明:当粉煤灰微珠添加量为5份时,PVC/粉煤灰微珠复合材料的室温缺口冲击强度为46 kJ/m2,拉伸强度为47 MPa达到最大值;弯曲模量随着粉煤灰微珠增加呈线性增加;PVC/粉煤灰微珠复合材料的综合力学性能要好于PVC/CaCO3复合材料。SEM测试表明:经表面改性后的粉煤灰微珠在PVC基体中具有很好的分散性和相容性。