选择性激光烧结铝/尼龙复合粉末材料

制备了不同铝粉含量的尼龙12覆膜复合粉末,利用扫描电镜(SEM),能谱分析(EDX),差示扫描量热分析(DSC),热失重分析(TG)对粉末材料的形貌以及热性能进行了表征。对复合粉末进行激光烧结成形,并研究了不同铝粉含量对烧结件尺寸精度以及力学性能的影响。结果表明:尼龙与铝粉表面粘结良好,烧结过程中尼龙熔融,铝粉均匀分布在尼龙基体中;随着铝粉含量的增多,烧结件的弯曲强度和模量显著提高,冲击强度逐渐降低;铝粉质量分数为50 wt%时,烧结试样的弯曲强度和模量与纯尼龙烧结试样相比分别提高了62. 1%和122.3%;铝粉含量的增多能够有效抑制尼龙基体的收缩,提高烧结件的精度。      

炭纤维/尼龙12复合粉体的制备及选择性激光烧结行为

采用液相氧化法对PAN基短切炭纤维进行表面改性,再与尼龙12混合,采用选择性激光烧结成形技术制备炭纤维/尼龙12复合粉体试样。利用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)表征炭纤维改性前后的表面状态、复合粉体的分散状况及烧结试样的断口形貌。探讨了复合粉体的烧结行为及烧结试样的力学性能与孔隙率的关系。结果表明,改性炭纤维表面的含氧基团在激光烧结时热分解产生气体,导致烧结试样孔隙率较高、力学性能较差。改性炭纤维经高温热处理可以在保留炭纤维表面粗糙度的同时有效降低烧结试样的孔隙率,与未改性炭纤维/尼龙12试样相比,拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度和弯曲模量均有不同程度的提高。     

粘土/热塑性聚氨酯弹性体插层复合材料制备与性能

本文对不同种类的层状硅酸盐粘土膨润土（BEN）及累托石（REC）进行有机改性，利用X射线衍射（XRD）分析有机粘土的层间结构变化，研究不同有机粘土与聚氨脂弹性体熔融共混后复合材料的力学性能。结果表明：改性后的有机粘土层间距均有不同程度的增大，复合材料的力学性能均有不同程度的增加，其中有机累托石补强的效果较好；有机粘土在添加两份时均表现出较大的拉伸强度，累托石在两份添加量的拉伸强度由原来的37.2MPa提高到53.8MPa，提高了44.6%；撕裂强度在所研究范围是增加的，8份时从纯基体的92.8kN/m提高到138kN/m，提高了49%。     

POSS-NH2自组装改性累托石/EPDM橡胶复合材料的制备与性能研究

以异丁胺基多面齐聚倍半硅氧烷(Aminopropyllsobutyl POSS,POSS-NH2)作为插层剂对累托石(Rectorite,REC)进行有机化处理,并应用于三元乙丙橡胶(Ethylene propylene diene monomer,EPDM)体系,采用机械共混法制备了POSS-NH2自组装改性累托石/三元乙丙橡胶(POSS-REC/EPDM)复合材料。考察了POSS-REC在橡胶体系中的剥离行为、复合材料的微观结构、力学性能及热学性能。结果表明:POSS-REC添加量较低时形成较均一的插层-剥离型纳米复合材料;POSS-REC添加量为3%(质量分数)时,复合材料力学性能和热学性能最佳,与纯EPDM橡胶相比,其拉伸强度提高245.5%,断裂伸长率提高113.3%,热分解温度提高7.7℃。     

有机累托石/聚脲弹性体纳米复合材料的制备及性能研究

利用有机纳米累托石对聚脲弹性体进行改性,制备了粘土/聚脲纳米复合材料,采用红外光谱(FTIR)分析了改性体系的结构变化,X-射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)分析了粘土在纳米复合材料中的解离情况,研究了有机累托石添加量对聚脲性能的影响。结果表明,有机累托石以物理共混的形式分散在聚脲中,聚脲可以插入粘土层间,使层间距变大;纳米复合材料在有机累托石添加量为5wt%时具有较优的综合性能,拉伸强度和断裂延伸率分别提高了72.9%和8.7%,初始分解温度提高了19.7℃,500℃时重量保持率提高了7.6%。     

有机累托石改性环氧/水性聚氨酯复合膜的制备与性能

以累托石、聚醚二元醇、2,2-二羟甲基丙酸、甲苯-2,4-二异氰酸酯、环氧树脂等为原料,采用原位聚合法制备了有机累托石/环氧/水性聚氨酯(OREC/EP/WPU)复合膜。用XRD、FTIR分析技术对有机累托石和复合膜的结构进行了表征,研究了有机累托石的加入量对OREC/EP/WPU的力学性能和热稳定性影响。加入有机累托石为3%(wt)时,TG-DSC分析表明OREC/EP/WPU的分解温度由286.5℃提高到318.7℃,拉伸试验数据显示拉伸强度和断裂伸长率分别提高33.3%和26.6%。扫描电镜断口形貌分析揭示,OREC/EP/WPU复合膜的断面为韧性断裂。     

改性累托石粉体的制备及其填充橡胶复合材料的结构与性能

利用喷雾干燥法制备了硅烷偶联剂KH550改性的累托石粉体, 考察了喷嘴进口温度对制备的累托石粉体表面性质、结构及形貌的影响。将累托石粉体分别加入到丁苯橡胶(SBR)、天然橡胶(NR)和丁腈橡胶(NBR)中, 通过熔融共混法制备了改性累托石/橡胶复合材料, 研究了累托石在橡胶基体中的分散状态及其对基体的增强效果。结果表明: 随着进气温度的提高, 与累托石复合的KH550的量也随之增加; KH550分子插层进入累托石层间, 阻碍了片层的再聚集, 片层堆砌更加无序蓬松; 改性累托石在SBR中出现了局部团聚现象, 在NBR中分散较均匀, 而在NR中分散状态最好; 与相应的纯橡胶相比, 改性累托石填充的SBR和NBR基复合材料的各项力学性能均有所提高, 而其填充的NR基复合材料的定伸应力提高, 拉伸强度和撕裂强度基本不变, 断裂伸长率有所下降。     

纳米二氧化硅增强尼龙12选择性激光烧结成形件

使用纳米二氧化硅增强尼龙12选择性激光烧结(SLS)成形件,通过溶剂沉淀法制备SLS用纳米二氧化硅/尼龙12复合粉末材料,研究了纳米二氧化硅对SLS成形件力学性能的影响,结果表明:纳米二氧化硅以纳米尺寸均匀分散在尼龙12基体中:复合粉末的粒径比纯尼龙12的粉末小,因而有利于提高烧结速率及成形件精度;复合粉末比尼龙12的粉末具有更高的热稳定性;复合粉末烧结件的拉伸强度、拉伸模量以及冲击强度比纯尼龙12烧结件分别提高了约20.9%、39.4%和9.5%,说明纳米二氧化硅对尼龙12 SLS成形件的增强效果显著.     

Study on the reinforcement of nanosilica on the selective laser sintered nylon–12 parts

使用纳米二氧化硅增强尼龙12选择性激光烧结(SLS)成形件, 通过溶剂沉淀法制备SLS用纳米二氧化硅/尼龙12复合粉末材料, 研究了纳米二氧化硅对SLS成形件力学性能的影响. 结果表明: 纳米二氧化硅以纳米尺寸均匀分散在尼龙12基体中: 复合粉末的粒径比纯尼龙12的粉末小, 因而有利于提高烧结速率及成形件精度; 复合粉末比尼龙12的粉末具有更高的热稳定性; 复合粉末烧结件的拉伸强度、拉伸模量以及冲击强度比纯尼龙12烧结件分别提高了约20.9%、39.4%和9.5%, 说明纳米二氧化硅对尼龙12 SLS成形件的增强效果显著.     

选择性激光烧结用尼龙12覆膜Cu粉的制备

提出了溶剂沉淀法制备选择性激光烧结(SLS)用尼龙12覆膜Cu粉复合粉末材料,利用扫描电镜(SEM)观察了复合粉末材料的微观形貌,通过差示扫描量热分析(DSC)、热重分析(TGA)对复合粉末材料的熔融、结晶行为,烧结温度窗口及热稳定性进行了研究,并测试了其烧结件的力学性能。结果表明,复合粉末材料的熔点、结晶速度及热稳定性较纯尼龙粉末有所提高,烧结温度窗口变宽,因而烧结性能优于纯尼龙粉。复合粉末材料烧结件的弯曲强度、弯曲模量、硬度均高于纯尼龙粉的烧结件。     

PVA-壳聚糖/有机累托石复合膜的结构与性能

目的将聚乙烯醇(PVA)引入壳聚糖(CS)/有机累托石(OREC)复合体系制备插层效果、力学性能、抗紫外老化及阻隔性能良好的插层纳米复合膜。方法利用溶液流延法制备PVA-CS/OREC系列复合膜,以XRD及SEM研究复合膜的插层结构及OREC在基体中的分散性,研究复合膜的力学性能、抗紫外辐射性及水蒸气透过性。结果 OREC及PVA添加量较少时可与CS形成良好的插层结构。当OREC质量分数为2%,PVA质量分数为10%时的复合膜(标记为PVA10-CS/OREC2)插层结构最好,OREC在CS及PVA基体中分散性最好,与OREC质量分数为2%且不含PVA的复合膜(标记为CS/OREC2)相比,拉伸强度提高42.2%,断裂伸长率提高30%,水蒸气透过量降低10.2%,复合膜经紫外辐射后拉伸强度保持率、断裂伸长保持率仍达82.5%及68.2%。结论 PVA10-CS/OREC2膜可作为医用膜和药品、食品等的包装材料。     

有机累托石/不饱和聚酯/玻璃纤维三元复合材料的研究

采用有机累托石(OREC)改性不饱和聚酯(UP)，以改性的UP为基体，以玻璃布为增强材料制备了有机累托石／不饱和聚酯／玻璃纤维三元复合材料(OREC／UP／FIBERS)。通过X射线衍射(XRD)分析了三元复合材料的微观结构，测试了该三元复合材料的力学性能，利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)初步分析了复合材料的增强机理，并研究了三元复合材料的耐湿热性及耐介质性能。结果表明，当OREC添加量为树脂质量分数的2％时，复合材料的综合力学性能较好，且OREC／UP／FIBERS三元体系的耐湿热性及耐碱性较不饱和聚酯／玻璃纤维复合材料的好。     

有机累托石改性不饱和聚酯/玻璃纤维复合材料的性能

采用有机累托石(OREC)改性不饱和聚酯,制备OREC改性的不饱和聚酯/玻璃纤维三元复合材料,测试其力学性能,研究其耐介质性、耐紫外光老化性及耐热氧老化性能,并利用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)分析复合材料的微观结构,探讨OREC改性不饱和聚酯/玻璃纤维复合材料的增强机理.结果表明,采用OREC能改善不饱和聚酯/玻璃纤维复合材料的力学性能,当OREC的质量含量为2%时,所制备的复合材料的综合性能最佳,与未改性的不饱和聚酯/玻璃纤维复合材料相比,弯曲强度增加了14.0%,弯曲模量增加了22.4%,层间剪切强度增加了8.2%,且改性后复合材料的耐水煮性能、耐碱性、耐紫外光性能及耐热氧老化性能均提高.     

Fibre reinforced organic rectorite/unsaturated polyester composites

Three series of glass fibre (F) reinforced unsaturated polyester (UP)/organic rectorite (OREC) (F/UP/OREC) composites were manufactured by selecting two types of fibres, different gelation time of UP matrix and different content of OREC. The morphologies of F/UP/OREC composites were investigated using X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The dispersion of OREC in the cured UP matrix was investigated using transmission electron microscopy (TEM). The mechanical properties of UP/OREC and F/UP/OREC composites were evaluated. Additionally, the hot–wet resistance and alkali resistance of UP/OREC and F/UP/OREC composites were investigated. The mechanical properties and the resistance to hot–wet and alkali of UP composites can be improved by adding appropriate OREC without reference to the gelation time of UP matrix or the type of F. The maximum mechanical properties of UP composites can be obtained by adding 2 wt% OREC due to the high stiffness and uniform dispersion of OREC.     

LLDPE的紫外辐照改性及增韧PA66

通过紫外辐照在线性低密度聚乙烯(LLDPE) 的分子链上引入C=O、C —O 和—OH 含氧基团, 其含量随辐照时间延长而增加。紫外辐照后, LLDPE 的晶型和晶面间距未发生变化, 但是其熔融温度和结晶度下降。与LLDPE/ 尼龙66 (PA66) 复合材料相比, 辐照LLDPE/ PA66 复合材料的分散性和相容性得到显著改善, 两相之间的界面粘结力明显提高。随辐照时间延长, 辐照LLDPE/ PA66 复合材料的拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度提高, 在辐照24 h 时达到最高值, 分别比LLDPE/ PA66 复合材料提高了20 %、13 %和330 % , 辐照LLDPE 表现出较好的增韧作用。      

累托石纳米晶层的高压剥离研究

首次采用物理方法高压制备了酚醛树脂(PF)/累托石(REC)粘土和酚醛树脂(PF)/有机改性累托石(OREC)粘土纳米复合材料,以X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)及红外光谱(IR)分析了复合材料的物相和显微结构。结果表明,不通过层间高分子聚合反应,在常温高压下,由聚合物分子插入粘土层间,可以形成剥离型树脂/粘土纳米复合材料。在100M Pa和500M Pa下,复合材料中的OREC完全剥离,而REC只有部分被剥离。     

Preparation, characterisation and processing of carbon fibre/polyamide-12 composites for selective laser sintering

Aiming at developing carbon fibre/polyamide-12 (CF/PA) composite powders for manufacturing high-performance components by selective laser sintering (SLS), the preparation, characteristics and sintering process of the composite powders and mechanical properties of sintered components were studied. Surfaces of the carbon fibres were treated by the oxidation modification and coated with polyamide-12 through the dissolution-precipitation process to provide good interfacial adhesion and homogenous dispersion within the polyamide-12 matrix. The particle size and micro-morphology analyses show that the CF/PA composite powders with 30 wt%, 40 wt% and 50 wt% carbon fibres present the suitable powder sizes and format for SLS. The incorporation of carbon fibres into the polyamide-12 matrix decreases the initial melting temperature and consequently lowers the SLS part bed temperatures, implying lower energy requirement and less thermal degradation in the sintering process. The CF/PA composites also represent higher thermal stability than the pure polyamide-12. The CF/PA sintered components with 30 wt%, 40 wt% and 50 wt% carbon fibres exhibit the greatly enhanced flexural strengths by 44.5%, 83.3%, 114%, and the flexural modulus by 93.4%, 129.4%, 243.4%, respectively, as compared with the pure polyamide-12 sintered parts. Fractured surface analysis shows that the carbon fibres are encapsulated and bonded well with the polyamide matrix. The complex SLS parts with the thinnest wall of 0.6 mm, the density of 1.09 ± 0.02 g/cm³ and the relatively density of 94.13 ± 1.72% were manufactured using the CF/PA composite powder with 30 wt% carbon fibres. This study demonstrates that the CF/PA composite powders prepared by the surface treatment and dissolution-precipitation method represent suitable interfacial adhesion, filler dispersion, particle sizes and sintering behaviours for SLS and enable the manufacture of complex components with high performance.     

纳米黏土和聚氨酯的表面性质与其复合材料微观结构的关系

累托石的表面性质直接影响其在聚合物中的分散性, 进而对其复合材料的结构与性能有很大的影响。通过反气相色谱法, 采用非极性和极性探针研究累托石(REC) , 十二烷基二甲基苄基溴化铵处理的累托石(12-OREC) 和十六烷基三甲基溴化铵处理的累托石(16-OREC) 以及聚氨酯( TPU) 的表面色散能和表面酸碱性, 分析了REC , 12-OREC , 16-OREC 和TPU 的表面性质与其复合材料微观结构的关系。结果发现: REC 表面色散能较高, 表面酸性较强, 在TPU 基体中的分散性较差; 改性后的12-OREC 、16-OREC 色散能明显降低, 且表面呈一定碱性, 在TPU 中的分散性明显改善; 12-OREC 与TPU 的色散能较接近, 酸碱作用参数较匹配, 在TPU 基体中的分散性更优。