建筑用碳纤维复合材料的增强改性与性能研究

采用挤出注塑工艺制备了碳纤维复合材料,研究了氧化石墨烯（GO）含量和短切碳纤维（SCF）增强对碳纤维复合材料表面形貌、热稳定性和力学性能的影响。结果表明,不同含量氧化石墨烯处理的SCF试样表面可见断续分布、均匀分布和局部富集的氧化石墨烯。氧化石墨烯在SCF外包裹有助于抑制聚丙烯树脂结晶并提升导热性;随着GO含量升高,GO-SCF/PP复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度先增大后减小,在GO含量为0.5%时取得最大值;PP、GO0.5-PP和GO1-PP的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度相差不大,而GO0.5-SCF/GO0.5-PP复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度要高于GO-SCF/PP复合材料,且具有最佳的综合力学性能。     

PBT/AT纳米复合材料的力学性能和热学性能

研究了熔融共混法制备的聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）/改性凹凸棒粘土（AT）纳米复合材料的力学性能和热学性能。结果表明：AT含量较低时可以使复合材料力学性能明显改善,而AT含量较高时,拉伸和冲击性能下降 凹凸棒粘土在含量低时起成核剂的作用促进PBT结晶,使结晶度增大,而含量高时使PBT的结晶度变小 凹凸棒粘土的加入使基体的结晶不完整。凹凸棒粘土增强改性PBT的机理为其纳米效应。     

溶液共混法制备PBT/石墨烯复合材料及其性能研究

摘要：采用溶液共混法制备石墨烯（GS）/聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）复合材料和表面功能化石墨烯（GS-KH550）/聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）复合材料,并对PBT、GS/PBT、GS-KH550/PBT的性能进行研究。结果表明,石墨烯和表面功能化石墨的加入均使PBT的熔融温度（Tm）和结晶温度(Tc)均略有升高,促进了PBT的结晶,PBT的结晶度和晶粒尺寸略有增加,使结晶更完善,但并未改变PBT结晶的类型;表面功能化石墨烯（GS-KH550）/聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）复合材料的缺口冲击强度有明显的提高。     

原位聚合制备PBT/nano-ZnO复合材料及其结晶性能研究

以精对苯二甲酸（PTA）和1,4-丁二醇（BDO）为基本原料,在5 L熔融缩聚反应釜中,采用原位聚合工艺,通过加入自制纳米氧化锌（nano-ZnO）,制备得到聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）/nano-ZnO复合材料。采用差示扫描量热仪对PBT/nano-ZnO复合材料的结晶性能进行测试,并研究了复合材料的非等温结晶行为。结果表明,加入nano-ZnO后,不影响PBT的聚合工艺,nano-ZnO对PBT有异相成核作用;Jeziorny法可以很好地分析PBT及其复合材料的非等温结晶过程。     

聚乙二醇对聚乳酸/淀粉纳米晶复合材料性能的影响

以聚乳酸（PLA）和淀粉纳米晶（SNC）为主要原料,聚乙二醇（PEG）为增塑剂,采用溶剂蒸发法制备PLA/SNC和PLA/SNC/PEG复合材料,通过差示扫描量热仪（DSC）、热台偏光显微镜（PLM）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等研究了PEG对复合材料结晶行为、力学性能及界面相容性的影响。结果表明,PEG能够与SNC协同促进PLA结晶,使PLA/SNC/PEG复合材料的结晶速率明显提高;PEG的添加未改变PLA/SNC复合材料的结晶结构;随着PEG含量的增加,PLA/4%（质量分数,下同）SNC复合材料的拉伸强度先升高后下降,断裂伸长率不断提高;当PEG含量为2%时,PLA/4%SNC/2%PEG复合材料的力学性能最佳,拉伸强度为47.86 MPa,断裂伸长率为10.20%,PLA与SNC间界面相容性得到改善。     

PBT/OMMT共混体系的非等温结晶行为

通过熔融共混法制备了聚对苯二甲酸丁二醇酯/有机蒙脱土(PBT/OMMT)复合材料,并对其非等温结晶性能和力学性能进行了研究。结果表明:随着OMMT含量的增加,PBT/OMMT复合材料的结晶峰温向高温方向移动,结晶峰变得狭窄且半结晶时间变得更短;随着冷却速率的增加,PBT/OMMT复合材料的结晶峰温度向低温移动且半结晶时间变得更短。利用热台偏光显微镜观察PBT和PBT/OMMT复合材料的球晶形态,PBT/OMMT复合材料球晶相比纯PBT变得更小,且边界更不清晰。     

PLA/PPC/OMMT纳米复合材料的结构与性能研究

采用双螺杆挤出机制备了聚乳酸（PLA）/聚碳酸亚丙酯（PPC）共混物和PLA/PPC/有机改性蒙脱土（OMMT）纳米复合材料,采用偏光显微镜、差示扫描量热仪和力学性能试验机等对共混物和纳米复合材料的相态结构、熔融与结晶行为和力学性能等进行了研究。结果表明,在PPC含量低于30 %时,随着PPC含量的增加,PLA/PPC和PLA/PPC/OMMT体系中PLA的玻璃化转变温度（Tg）均降低,在PPC含量为50 %时出现了明显的相分离;随着PPC含量的增加,PLA/PPC的冲击强度增大;OMMT的含量小于1.5 %时,PLA/PPC/OMMT体系的结晶度、拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度均随OMMT含量的增加而增大。     

离子型聚合物增韧改性PBT/GF复合材料的制备及其性能研究

采用离子型聚合物(Surlyn^TM 离聚物)对玻璃纤维(GF)增强聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)复合材料进行增韧改性,研究了离聚物含量变化对PBT/GF体系热学、结晶、力学等性能的影响。结果表明：添加离聚物后PBT/GF复合材料的强度和韧性均明显提高,其中w(离聚物)为5%时冲击强度达到最大值,与未添加离聚物的体系相比冲击强度提高了34.5%;随离聚物含量的增加,PBT/GF体系的力学性能先增加后降低。结合差示扫描量热(DSC)和同步辐射小角X射线散射分析发现,添加少量离聚物时,对PBT/GF体系可起到促进结晶的作用,当w(离聚物)高于5%时,离聚物与PBT/GF产生微弱相分离,导致力学性能下降。     

无规共聚聚丙烯/纳米二氧化硅复合材料的制备与性能研究

采用熔融共混法制备了无规共聚聚丙烯/纳米二氧化硅（PP?R/SiO₂）复合材料,并通过电子万能拉伸试验机、差示扫描量热仪（DSC）、偏光显微镜（PLM）和扫描电子显微镜（SEM）等对复合材料的力学性能、结晶热力学、结晶形态和微观形貌进行了表征。结果表明,加入纳米SiO₂可以提高PP?R的结晶温度及熔融温度,使之从纯PP?R的93 ℃和141.6 ℃提高到105.6 ℃和142.8 ℃;纳米SiO₂在复合材料中起到异相成核的作用,可以提高结晶速率并细化晶粒,从而提高复合材料的冲击强度;当纳米SiO₂含量为2 %（质量分数,下同）时,复合材料在-15 ℃下的冲击强度达到最大,较纯PP?R提高了2倍多;当纳米SiO₂含量为1 %时,复合材料在23 ℃下的冲击强度达到最大,较纯PP?R提高了近2倍;同时,复合材料的弯曲强度、拉伸强度和断裂伸长率也有所提升。     

PBT/AlPi/MPP/CB复合材料结晶及流变性能研究

以聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)为基材,二乙基次膦酸铝(AlPi)以及三聚氰胺次膦酸盐(MPP)为阻燃剂、导电炭黑(CB)为抗静电剂,通过密炼熔融共混得到PBT/AIPi/MPP/CB阻燃抗静电复合材料。通过差示扫描量热分析(DSC),动态力学分析(DMA)和动态流变分析考察了阻燃抗静电PBT/AIPi/MPP/CB复合材料的熔融结晶性能,动态力学性能和动态流变性能。结果表明:阻燃剂和CB都会使复合材料提前结晶,结晶度提高;阻燃剂的添加使PBT的玻璃化转变温度升高,CB的加入会降低材料的内耗峰,阻燃剂和CB超过一定用量会使材料的储能模量降低;PBT/AIPi/MPP/CB复合材料的储能模量对剪切频率的依赖性不明显,而其复数黏度呈现强烈的剪切频率依赖性。     

新型增容剂对PC/PBT合金性能的影响

研究了新型增容剂丙烯酸酯与甲基丙烯酸缩水甘油酯双官能化乙烯类弹性体（KY-6B）对PC／PBT合金性能及结构的影响。结果表明,随着KY-6B含量的增加,PC／PBT合金的拉伸强度、弯曲强度及弯曲弹性模量逐渐降低,而缺口冲击强度、断裂伸长率逐渐提高,非缺口冲击强度变化不大。当KY-6B含量超过10％后,PC／PBT合金的上述性能变化不明显。红外图谱显示,KY-6B的存在使PC与PBT的C=0吸收峰更靠近。差示扫描量热测试结果表明,KY-6B可使PC／PBT合金中PC与PBT两者的Tg之差减小,PBT的熔点、熔融焓、结晶温度有所降低。扫描电镜图谱显示,随KY-6B含量增加,PC／PBT合金的冲击断面逐渐变得粗糙,孔洞化和银纹丝状连接增多。上述结果都表明KY-6B是PC／PBT合金的优良增容剂和抗冲击改性剂。     

新型增容剂对 PC/PBT合金性能的影响

研究了新型增容剂丙烯酯与缩水甘油酯双官能化的乙烯类弹性体(KY-6B)对PC/PBT合金的性能及结构的影响.结果表明,随着KY-6B含量的增加,C/PBT合金的拉伸强度、弯曲强度及弯曲模量逐渐下降,而缺口冲击强度、断裂伸长率逐渐上升,非缺口冲击强度变化不大.PC/PBT合金的上述性能当KY-6B含量超过8%时变化不明显.IR图谱显示,Y-6B的存在使PC与PBT的C=O吸收峰更靠近.DsC测试结果表明,Y-6B可使PC/PBT合金中PC与PBT两者的Tg之差减小,BT的熔点、熔融烩、结晶温度有所降低.SEM图谱显示,随KY-6B含量增加,PC/PBT合金的冲击断面逐渐变得粗糙、孔洞化和银纹丝状连接增多.上述测试结果都表明KY-6B是PC/PBT合金的优良增容剂和冲击改性剂.     

强韧化PBT/PC共混物的制备与性能

采用自制的甲基丙烯酸缩水甘油酯熔融接枝丙烯腈丁二烯苯乙烯三元聚合物\[ABS-g-(GMA-co-St),AGS]为改性剂,对聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）/聚碳酸酯(PC)（80/20）共混物进行改性研究。通过扫描电子显微镜、差示扫描量热仪、力学性能和流变性能测试研究了改性后共混物的性能。结果表明,随着AGS含量的增加,共混物中两相间的界面黏结增强; AGS对PBT/PC共混物具有强韧化的作用,与未添加AGS的PBT/PC共混物相比,当AGS含量为10份时,共混物的缺口冲击强度和拉伸强度分别提高了49.8 %和17.4 %;AGS的加入提高了共混物的界面强度和相容性;添加AGS能够提高共混物的结晶峰温度,起到促进晶粒生长的作用。     

PP/纳米SiO2/PP-g-MAH复合材料的研究

通过熔融共混法制备了PP/纳米SiO2/PP-g-MAH复合材料。研究了纳米SiO2和PP-g-MAH用量对PP基体性能的影响。通过力学性能测试、DSC热分析和SEM照片观测对PP/纳米SiO2和PP/纳米SiO2/PP-g-MAH复合材料的结构和性能进行了系统的研究。结果表明:2%的纳米SiO2和10%PP-g-MAH有较好的协同效应。可以使复合材料的缺口冲击强度提高80%,拉伸强度提高12.5%。DSC表明,纳米SiO2对PP基体有异相成核作用。SEM电镜分析得出,经表面改性的纳米SiO2均匀地分散于PP基体中,从而起到良好的改性作用。     

Studies on the phase structure,mechanical, rheological properties,and nonisothermal crystallization kinetics of the PEN/SCF composites

Short carbon fiber reinforced poly(ethylene 2,6‐naphthalate) composites (PEN/SCF) were prepared by twin‐screw extruder. The structure, mechanical, rheological properties, and nonisothermal crystallization kinetics of the composites were investigated by scanning electron microscope, universal tester, and differential scanning calorimetry. The results suggest that there is better interaction between SCF and PEN matrix, which leads to an increase in the tensile strength, Young's modulus, and impact strength of the composites with proper contents of SCF. Rheological behavior of the PEN/SCF composites melt is complicated, combining a dilate fluid at lower shear rate and a pseudoplastic fluid at higher shear rate. Moreover, the flow activation energy of the composites suggests that the melt with more SCF has higher sensitivity to the processing temperature. In conclusion, the composite with 5–10 wt % content of SCF has better properties. The Avrami equation modified by Jeziorny and Ozawa theory was used, respectively, to fit the primary stage of nonisothermal crystallization of various composites. The Avrami exponents n are evaluated to be 2.6–3.1 for the neat PEN and 3.4–4.8 for PEN/SCF composites, and the SCF served as nucleation agent accelerates the crystallization rate of the composites, and more the content of SCF faster the crystallization rate. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2009     

异氰酸酯对聚乳酸/热塑性聚氨酯共混物性能的影响

以4,4^′-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）为反应增容剂，采用熔融共混法制备了不同MDI含量的聚乳酸/热塑性聚氨酯（PLA/TPU）共混物，采用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、万能试验机、冲击试验机、扫描电子显微镜（SEM）、差示扫描量热仪（DSC）和旋转流变仪对共混物力学性能、微观形态、热性能和流变性能进行了研究。结果表明：MDI可以有效改善共混物的力学性能，当MDI质量分数为1%时，共混物力学性能最佳，缺口冲击强度为40.0kJ/m²，断裂伸长率为214.1%，与未加MDI的共混物相比，分别增加了4.3倍和5.8倍，拉伸强度稍有下降（47.6MPa）；SEM表明，MDI的加入提高了共混物的相容性，加入MDI后，共混物的断面由海-岛结构变为核-壳包覆结构，相界面作用力增强；DSC测试表明，共混物的玻璃化转变温度、冷结晶温度和熔融温度随着MDI含量的增加而升高；流变测试表明，MDI质量分数的增加，共混物呈现更显著的剪切变稀行为，推测共混反应机理为：MDI质量分数的增加，体系内依次发生PLA的扩链、支化和TPU的交联。     

Polybutylene terephthalate/high-density polyethylene alloys. I. Morphological studies

Polybutylene terephthalate (PBT) is a commercially successful thermoplastic polyester but has certain drawbacks such as low impact strength and low melt strength. An attempt has been made to modify the properties of PBT by blending it with polyolefin such as highdensity polyethylene (HDPE). Since PBT and HDPE are incompatible, an ionomer has been used as a compatibilizer to form an alloy. Alloys of PBT and HDPE with varying amounts (2-8%) of ionomer were prepared by melt blending. The ultimate mechanical properties improved significantly on the addition of the ionomer due to an increase in interfacial adhesion between PBT and HDPE. DSC studies show that the presence of ionomer facilitated the crystallization of PBT in the alloy. DMTA studies show that more of PBT (amorphous) is going in to the HDPE-rich phase in the presence of ionomer. The morphology of the alloys was studied using scanning electron microscopy (SEM), polarizing microscopy (PM), and small-angle light scattering (SALS). They showed improved dispersion of HDPE domains in PBT matrix with increasing ionomer content and change in the type of superstructure on adding the ionomer. It has been shown that an alloy of PBT and HDPE with improved mechanical properties and homogeneous morphology can be made with use of ionomer as a compatibilizer. Such alloys are cost effective and can find use in several engineering applications.     

含异氰酸酯基的低聚物和聚醚增容改性POM/TPU共混物

利用双螺杆挤出机制备了聚甲醛(POM)/热塑性聚氨酯弹性体(TPU)、POM/TPU/含异氰酸酯基的低聚物(Z)以及POM/TPU/Z/聚醚3种共混物。采用力学性能测试、差示扫描量热分析(DSC)、偏光显微镜(PLM)、傅里叶转换红外线光谱 (FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、动态力学性能分析(DMA)等,研究了3种共混物的力学性能、结晶行为及形态结构。结果表明：共混物的缺口冲击强度和断裂伸长率随TPU含量的增加而提高;异氰酸酯基低聚物（Z）和聚醚在促进分散相分散、增强两相间的相容性方面发挥重要作用,降低了聚甲醛的结晶度,能够有效地提高共混物的缺口冲击强度和断裂伸长率。     

塑化聚乙烯醇的流变性能及发泡行为研究

采用毛细管流变仪对PVA流变性能进行了表征,用差示扫描量热仪（DSC）研究了降温速率对PVA结晶性能的影响,通过PVA添加化学发泡剂熔融挤出的方法制备PVA发泡材料,并用扫描电镜和密度测试仪分别对发泡材料的泡孔形态和密度进行了表征。结果表明,PVA对剪切作用非常敏感,在低剪切速率下熔体粘度较大,泡孔分布均匀,材料密度较小,在高剪切作用下熔体强度低,气体容易逃逸,导致发泡材料泡孔破裂或合并;低降温速率下熔体粘度小,泡孔易合并、塌陷,合适的降温速度下,PVA熔体粘度适中,发泡材料气泡尺寸小、分布均匀,较快的降温速度下,由于气体压力过大而造成气泡合并,联通,材料密度大。     

不同增韧剂对PBT增韧改性的研究

利用双螺杆挤出机,采用聚乙烯-辛烯弹性体(POE)、聚乙烯-辛烯弹性体接技马来酸酐(POE-g-MAH)以及聚丙烯(PP)作为增韧剂与聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)进行熔融共混,研究了不同增韧剂POE、POE-g-MAH和POE-PP对PBT共混物的力学性能、相容性和熔融结晶行为的影响。通过拉伸、冲击、熔体质量流动速率、硬度等性能测试以及红外光谱、X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)等综合测试。结果表明,加入增韧剂对PBT具有良好的增韧效果,其中以PBT/POE/PP的增韧效果最明显。当PBT∶POE∶PP质量比为7∶3∶1时,共混物的缺口冲击强度增加8倍,红外表征显示,增韧改性可提高PBT的相容性,XRD测试表明,增韧剂对PBT复合材料的晶体结构没有影响,通过熔融增韧,提高其力学性能和加工性能。DSC图显示,增韧剂的加入可使共混物的结晶度降低。扫描电镜(SEM)表明,增韧剂的加入增加界面了结合力,提高了共混体系相容性。