PA6/SiO_2纳米复合材料的制备及性能研究

以可反应性纳米SiO_2为填料,通过原位聚合法制备了聚酰胺6(PA6)/SiO_2纳米复合材料。利用透射电子显微镜(TEM)、热重分析仪(TG)、红外光谱分析仪(FT-IR)、差热扫描量热仪(DSC)和X-射线衍射仪研究了纳米SiO_2的分散行为、界面强度、热稳定性能和结晶熔融行为等。设定纳米SiO_2的加入时间,探讨纳米SiO_2与PA6基体间的界面结构对复合材料性能的影响。结果显示,纳米SiO_2表面的反应性氨基能够与PA6分子链作用,形成强的界面效应;纳米SiO_2的异相成核作用,提高了PA6的结晶度;显著提高了PA6的力学性能;对基体材料的结晶熔融行为的影响较小。     

MMT/PA6插层复合材料的制备及性能研究

采用熔融插层法,通过双螺杆挤出机成功制备了尼龙6/蒙脱土插层复合材料,并分析了力学性能、吸水性能和耐热性能。研究结果表明复合材料的综合性能较普通尼龙6有很大的提高。当复合材料中蒙脱土含量为3%时,其弯曲强度、布氏硬度、屈服强度、弹性模量达到最优,较普通尼龙6分别提高了33.8%、23%、21.7%、12%,断裂伸长率及冲击强度则分别下降了28%和51.7%,吸水量下降了50%,热稳定性较普通尼龙6也有了很大提高。     

RGO/ABS/EPDM复合材料的制备及性能研究

采用改进的Hummer法合成氧化石墨烯(GO),将GO进行热还原得到还原氧化石墨烯(RGO),并通过直接熔融密炼法制备石墨烯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯/三元乙丙橡胶(RGO/ABS/EPDM)复合材料。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、四探针法等分析手段对复合材料表面形貌、微观结构、导电性能和力学性能进行了表征。结果表明:RGO优先分散于丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物(ABS)中,且热还原得到的RGO有效地提高了复合材料的力学性能和导电性能; RGO添加量为2. 5%(wt,质量分数,下同)时,复合材料拉伸强度提高74. 8%,缺口冲击强度提高4. 6%; RGO添加量为1. 5%时,复合材料缺口冲击强度最大,提高19. 8%;随着RGO添加量的增加,复合材料电阻率逐渐下降,当RGO添加量达到2. 5%时,复合材料电阻率下降趋势变缓。     

PA6/MgO导热复合材料的性能研究

以聚酰胺6(PA6)为基体,以超细氧化镁(MgO)为导热填料,利用硅烷偶联剂对MgO改性,制备了PA6/MgO导热复合材料。考察了不同MgO用量对其导热性能、力学性能以及熔体流动性的影响。结果表明:改性过的MgO在PA6基体中分散均匀,PA6/MgO复合材料的导热系数和拉伸强度随着MgO用量的增加而增大,其中在60%MgO用量时达到最大值;冲击强度、断裂伸长率以及熔体流动性都随着MgO用量的增加而减小。因此选用60%MgO用量制备的PA6/MgO导热复合材料,导热性能最佳。     

PA66短纤维/天然橡胶复合材料的制备及性能研究

尼龙66(PA66)短纤维具有质轻、强度高、耐热性强等优良性能,是橡胶复合材料中常用的增强材料。为改善纤维和橡胶的界面粘结,首先采用高效环保的紫外光辐照纤维表面,在此基础上接枝端羧基液体橡胶进行改性,制备了PA66短纤维/天然橡胶复合材料,考察了紫外光辐照时间对纤维及复合材料性能的影响。结果表明,紫外光辐照PA66短纤维表面4min,浸渍2g液体橡胶后,PA66短纤维/天然橡胶复合材料的100%定伸应力提高了11.3%,300%定伸应力提高了9.23%,PA66短纤维与天然橡胶复合材料的界面粘结效果得到明显改善。     

PA6/PEPA复合物的制备及结构性能研究

采用熔融共混的方法,制备系列共混组成比的聚酰胺6/季戊四醇磷酸酯(PA6/PEPA)复合物,并对其结构和性能进行分析。结果表明,PEPA在与PA6熔融共混过程中并未发生化学反应,并均匀分散于PA6基体中;PEPA对PA6具有一定的增塑作用,复合物的玻璃化转变温度、冷结晶及热结晶温度均降低,复合物的结晶度下降。在PEPA用量低于10%(wt,质量分数,下同)时,复合物的断裂强度基本不变,其后随着PEPA用量的增加,断裂强度逐渐降低,但断裂伸长率呈明显上升的趋势;动态力学分析表明复合物的弹性模量和Tg均呈下降趋势;阻燃测试结果表明,PEPA可以提高PA6的阻燃性能。当其用量为20%时,复合物的残炭量增加至17.9%,LOI提高至27%,燃烧时复合物的总释放热、质量损失速率和总燃烧时间降低,但并未改善PA6的抗熔滴性能。     

两步法制备HDPE/PA6复合材料的结构和阻隔性能

先利用微层共挤出技术制备高密度聚乙烯（HDPE）/尼龙6（PA6）交替层状材料,并将其造粒,然后在不同的温度下对层状粒料进行模压和微量注塑成型制备HPDE/PA6片状共混物。通过扫描电镜和氧气渗透测试研究二次加工方法和温度对相形态和阻隔性能的影响。通过压板在200℃制备片状共混物,可以保留微层共挤出时形成的PA6片状结...     

高强度高气体阻隔性羧甲基纤维素钠/蒙脱土复合材料制备及性能研究

将蒙脱土(MMT)填充到羧甲基纤维素钠(CMC)中制得CMC/MMT复合膜,研究MMT用量对CMC/MMT复合膜的力学性能和气体阻隔性能的影响,用扫描电镜和透射电镜进行结构分析。结果表明,添加适量的MMT可以显著提高CMC/MMT复合膜的力学性能和气体阻隔性能。当MMT添加量为10%(wt,质量分数)时,CMC/MMT复合膜的拉伸强度由105MPa提高到375MPa,水蒸汽透过系数为2.079×10~(-6)g·cm/m~2·s·Pa,透氧系数为1.65×10~(-15)cm~3·cm/cm~2·s·Pa。此外,由于MMT具有耐火性,CMC/MMT复合膜具有良好的阻燃性。     

HDPE/PA6复合材料形态及力学性能研究

采用微纳叠层共挤方法制备了高密度聚乙烯(HDPE)/聚酰胺6(PA6)原位成纤增强复合材料。通过扫描电子显微镜(SEM)和动态力学(DMA)、静态力学分别对复合材料的形态和力学性能进行研究,结果表明:分散相在复合材料中以微纤形态存在,分散相含量增加,微纤的直径会先减小后增大,微纤形态复杂,并且经过二次注塑加工以后,微纤形态能够得到较好的保持。力学分析表明微纤的存在能够很好的提高复合材料力学性能,使得复合材料的储能模量、拉伸强度、弯曲强度等得到大幅提升。     

PA6/MMT纳米复合材料的制备与表征

采用原位聚合法制备PA6/MMT纳米复合材料。利用超薄切片法制备原子力显微镜观测样品,实现了对复合材料中纳米蒙脱土分散情况的原位观测。对复合材料进行了扫描电镜、差示扫描量热、热重、X射线衍射、单轴拉伸、缺口冲击等实验,结果表明,超薄切片法制备的PA6/MMT纳米复合材料原子力实验样品较好地实现了对纳米蒙脱土分散情况的原位观测。插层过程扩大了蒙脱土片层的间距,蒙脱土在基体中分散均匀。蒙脱土在基体中起到了异相形核作用,复合材料的结晶速率升高,热分解温度有所下降。拉伸强度与弹性模量随蒙脱土含量的增加而增加。相比于纯尼PA6,复合材料的冲击强度有不同程度的增加。     

PA基导热绝缘复合材料的制备及性能研究

以PA6为基体,鳞片石墨、碳化硅晶须、Al2O3颗粒三元复配填料为导热填料,经双螺杆挤出机熔融共混,模压成型制得导热绝缘复合材料。用扫描电子显微镜(SEM)、导热分析仪、超高电阻微电流测试仪和热重分析仪(TGA)对复合材料的微观形貌、导热性能、绝缘性能和热稳定性能进行了表征。结果表明,导热填料均匀分散在聚合物基体中,形成导热网络。随着三元复配填料用量的增加,复合材料热导率升高,表面电阻率和体积电阻率下降,起始分解温度逐渐上升。填料用量为50%(质量分数)时,复合材料的热导率、体积电阻率、起始分解温度分别为1.407W/(m.K)、1.03×1011Ω.cm、344℃。     

EPDM/PA复合材料原位生成微纤的考察

研究了三元乙丙橡胶/尼龙(EPDM/PA)体系原位生成微纤。以三元共聚尼龙替代部分炭黑,采用特殊工艺原位生成微纤,取得了良好的补强效果,与补强之前相比,121 ℃高温撕裂强度,常温撕裂强度及拉伸强度有大幅度提高,SEM照片显示,采用特殊工艺处理,可使分散相颗粒成纤,微纤在与硫化压力方向垂直的平面内无规取向。力学性能测试表明,取向的微纤复合材料(沿微纤纵向的扯断伸长率大于沿横向的扯断伸长率,这一规律)不同于取向的短纤维复合材料的规律,并对这一反常规律作出解释。      

多孔 n2 HA/ PA26复合材料的制备及性能

采用注塑方法制备了多孔纳米磷灰石/聚酰胺26 (n2 HA/ PA26) 复合材料 , 采用 SEM、XRD、IR、 力学性能测试考察了多孔材料的性能。结果发现 : 多孔纳米磷灰石/聚酰胺26复合材料的孔隙分布均匀 , 贯通性良好 , 孔的尺寸约为 100～700μm , 平均孔径约 300～500μm , 大孔壁上有丰富的微孔 ; 所得多孔复合材料的孔隙率可控 , 总孔隙率最高可达 881 6 %; 多孔材料的总孔隙率降低 , 则开孔率随之降低 ; 多孔纳米磷灰石/聚酰胺26 复合材料的抗压强度为 1. 1～15. 6 MPa , 压缩模量为 0. 4～1. 4 GPa ; 在总孔隙率相近的条件下 , 多孔材料的抗压强度随 n2 HA质量分数增加而升高; 发泡剂和发泡过程对组成纳米磷灰石/聚酰胺26复合材料的两组元材料的性质和结构无影响。这种多孔材料可望作为人体非承重部位的植入骨修复体和组织工程支架使用。     

氨基化多壁碳纳米管/PA56复合材料的制备及性能

为探究碳纳米管对聚酰胺56(PA56)性能的影响,采用氧等离子体对多壁碳纳米管(MWNTs)进行活化,然后与己二胺反应得到氨基化碳纳米管(AMWNTs),再将AMWNTs与PA56进行熔融共混,制备AMWNTs/PA56复合材料。运用FT-IR、Raman分析碳纳米管表面官能团的变化;借助SEM、XRD、DSC、TG和半导体参数测试系统对复合材料的微观形貌、结晶结构、热学及电学性能进行表征,并使用转矩流变仪、过滤性能测试仪对复合材料流变性和可纺性进行测试。结果表明,在MWNTs表面成功接枝了氨基,AMWNTs分散性较好;随着AMWNTs含量的提高,复合材料的热学性能和结晶结构发生变化,同时提高了复合材料的导电性;AMWNTs含量在1.0%以内时对复合材料的流变性影响不大,复合材料的可纺性较好。     

PA6/磺化石墨烯功能微球的制备及性能研究

以己内酰胺(CL)、聚苯乙烯(PS)、磺化石墨烯(SG)为主要原料,通过阴离子聚合反应诱导相分离的方法,制备得到了一系列粒径可控的PA6/SG杂化微球。SG在PS的存在下,选择性分散在CL单体中,形成CL/PS/SG悬浮液;再通过CL原位阴离子聚合制备PA6/PS/SG合金,利用甲苯除去PS相后可以获得粒径分布在10~50μm的PA6/SG微球。扫描电镜及粒径测试结果表明,PS及SG含量可以影响PA6微球的形貌及尺寸。通过透射电镜可确定SG选择性分散在了PA6相中,同时SG的加入可有效地改善PA6的热稳定性、结晶性、熔融性能和烧结性能,并且适用于3D打印激光烧结领域。     

PVDF/石墨烯复合材料熔融制备工艺及其性能研究

主要研究熔融加工工艺对石墨烯在聚偏氟乙烯(PVDF)中的分散及导电、导热性能的影响。首先通过高速混合机机械搅拌,使石墨烯微片、助剂与PVDF粉料均匀分散,然后分别经由熔融模压、双辊辊压、双辊混炼、双螺杆挤出和密炼等工艺制备得到PVDF/石墨烯复合材料。利用SEM和TEM研究复合材料的微观形貌,并研究不同熔融制备工艺及石墨烯含量对复合材料导电性能、导热性能及热力学性能的影响。结果表明,采用高速混合、合适的助剂体系和熔融工艺,可以得到石墨烯分散良好的复合材料;经定向分散熔融制备工艺所得的复合材料导电性能和导热性能均优于不定向分散熔融工艺所得的复合材料;石墨烯的加入,可以改善复合材料的热力学稳定性,提高复合材料的结晶温度。     

原位聚合制备玻璃纤维/PCBT复合材料及其性能研究

采用环状对苯二甲酸丁二醇酯(CBT)原位聚合制备了玻璃纤维(GF)增强聚环状对苯二甲酸丁二醇酯(PCBT)复合材料。研究了聚合温度及催化剂用量对PCBT粘均分子量、结晶度以及GF/PCBT复合材料力学性能的影响。结果表明,随着聚合温度的升高,PCBT的粘均分子量及结晶度逐渐增大并趋于稳定,GF/PCBT复合材料力学性能也不断增大;当聚合温度为210℃时,PCBT的粘均分子量为7.16×104 g/mol,结晶度为43.9%,GF/PCBT复合材料的拉伸和弯曲强度分别为(271.44±3.40)和(257.70±3.73)MPa。随着催化剂用量的增大,PCBT的粘均分子量和结晶度逐渐增大并趋于稳定,复合材料力学性能不断增强;当催化剂用量为0.4%(质量分数)时,PCBT的粘均分子量为7.13×104 g/mol,结晶度为44.4%,GF/PCBT复合材料的拉伸和弯曲强度分别为(265.10±3.31)和(260.30±2.03)MPa。     

碳纳米管／PA6纳米复合材料的制备及力学性能

采用RAFT活性聚合反应在碳纳米管表面接枝聚甲基丙烯酸甲酯(二硫代酯化合物作RAFT试剂),并制备了碳纳米管/PA6纳米复合材料。利用FT-IR、TEM、SEM、TGA等测试方法表征接枝聚合物后的碳纳米管,考察了碳纳米管的用量对碳纳米管/PA6纳米复合材料力学性能的影响,并观察了碳纳米管/PA6纳米复合材料冲击断面形貌。结果表明,聚合物接枝到了碳纳米管表面,碳纳米管/PA6纳米复合材料的力学性能明显提高。