无机填料对木粉/高密度聚乙烯复合材料性能的影响

目的考察无机填料的种类、粒径以及添加量对PF/HDPE复合材料力学性能和热稳定性的影响。方法以杨木纤维(PF)、高密度聚乙烯(HDPE)、BaSO4、CaCO3、云母粉为原料,采用熔融共混和注塑成型的方法制备PF/HDPE复合材料,进行力学、热重、扫描电镜测试分析。结果3种无机填料均改善了PF/HDPE复合材料力学及热稳定性能,填充CaCO3获得的复合材料性能优于填充BaSO4、云母粉获得的复合材料,并且随着填料颗粒粒径的减少,改善效果增强。填料的添加量需要保持在一定范围内,添加量过低或过高均会造成性能下降。结论添加CaCO3(质量分数为9%,3000目)制备的PF/HDPE复合材料具有最佳的力学及热稳定性。     

循环挤出加工对木粉/高密度聚乙烯复合材料性能的影响

考察了高密度聚乙烯(HDPE)基木塑复合材料(WPC)在经过挤出机7次循环挤出后性能的变化情况,并加入抗氧剂四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010),研究了1010在循环加工过程中对材料性能的影响。实验结果表明,WPC的力学性能会随着加工次数增加明显下降,弯曲、拉伸和冲击强度分别下降约16%、20%和25%。WPC的结晶度则先降低后上升,储能模量和复数黏度都会不同程度地降低,热重分析则显示填充相木粉和基体HDPE都只发生了有限降解。而1010的加入使WPC的弯曲和拉伸强度略有降低,但会使冲击强度升高3%~7%,使WPC的结晶度提高1%~8%,使WPC的吸水率增大1.5%~7%。     

玻璃纤维含量对竹粉/高密度聚乙烯复合材料性能的影响

为利用玻璃纤维提高木塑复合材料的综合性能,探讨玻璃纤维含量对竹粉/高密度聚乙烯(HDPE)复合材料性能的影响规律,首先,采用A-171硅烷偶联剂对竹粉表面进行了改性,并加入了一定量的玻璃纤维;然后,采用热压成型工艺制备了玻璃纤维-竹粉/HDPE复合材料;最后,考察了玻璃纤维含量对复合材料力学性能、热学性能及摩擦学性能的影响,并利用SEM观察材料的断面和磨损表面形貌。结果表明:当玻璃纤维含量为3wt%时,能显著提高竹粉/HDPE复合材料的拉伸强度和弯曲强度,与未添加玻璃纤维的复合材料相比,添加玻璃纤维后复合材料的拉伸强度和弯曲强度分别提高了19.41%和23.54%;在30~60℃温度范围内,复合材料长度-宽度方向上的线膨胀系数随着玻璃纤维含量的增加而明显减小,而同一复合材料的线膨胀系数随温度的升高而逐步增大;在氮气气氛下,随玻璃纤维含量的增加,竹粉/HDPE复合材料的摩擦系数先逐渐增大,而后基本保持不变,磨损率逐渐减小。所得结论显示玻璃纤维含量为3wt%~7wt%的木塑产品适用于建筑横梁(如凉亭或桥梁等),而玻璃纤维含量为7wt%~10wt%的木塑产品适用于高人流量场所(如公园或休闲绿道等)的地面铺装。      

硅烷接枝交联对MgO/高密度聚乙烯复合材料性能的影响

采用两步法反应挤出工艺制备硅烷接枝交联MgO/高密度聚乙烯(MgO/HDPE)导热复合材料,研究了硅烷接枝、交联对MgO/HDPE复合材料的结晶性能、力学性能、耐热性、导热性能的影响,并利用FTIR和DSC对其接枝交联、结晶情况进行表征。结果表明,交联MgO/HDPE复合材料的拉伸强度、缺口冲击强度、热变形温度(HDT)分别由未交联时的20.41 MPa、1.875kJ/m~2和74.6℃提升到27.24 MPa、7.875kJ/m~2和83.5℃,并且热导率保持基本不变0.447 W/(m·K)。     

硅烷偶联剂对高密度聚乙烯薄膜/杨木胶合板性能的影响

采用硅烷偶联剂乙烯基三甲氧基硅烷(A-171)对杨木单板进行预处理,然后与高密度聚乙烯(HDPE)薄膜复合制备胶合板。研究了A-171对板材物理力学性能的影响,利用红外光谱、X射线光电子能谱及扫描电镜探讨了界面增容的机理。结果表明,经过A-171处理后,板材的胶合强度和耐水性都有所改善,当偶联剂用量为2%时处理效果最好,胶合强度达到1.8MPa,比未处理材的胶合强度增加128%,木破率也由10%提高到99%。胶合板的24h吸水率(WA)和吸水厚度膨胀率(TS)分别降低了28%和42%。通过X射线光电子能谱、红外光谱和扫描电镜分析可知,A-171成功在杨木单板表面发生了接枝反应,有效地改善了单板与HDPE的界面相容性。     

活性炭/高密度聚乙烯复合材料的力学性能

以稻壳为原料,以H₃PO₄、KOH、ZnCl₂为活化剂在600℃条件下制备三种活性炭,以生物炭、三种活性炭为填料填充高密度聚乙烯(HDPE)制备生物炭/HDPE复合材料和活性炭/HDPE复合材料,并对其力学性能进行测试和分析。结果表明,活性炭比生物炭具有更高的比表面积和发达的孔隙结构,其中经H₃PO₄活化制备的活性炭比表面积最高,为714.27 m2/g;活性炭/HDPE复合材料比生物炭/HDPE复合材料具有更佳的力学性能,相对于其他材料而言,经H₃PO₄活化制备的活性炭/HDPE复合材料具有较佳的弯曲性能、拉伸性能、刚性、弹性、抗蠕变性能及抗应力松弛能力,其弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度、拉伸模量分别为38.66 MPa、2.46 GPa、32.17 MPa、1.95 GPa。本研究可为活性炭的材料化利用提供有益的借鉴经验。      

稻壳/高密度聚乙烯复合材料与稻壳炭/高密度聚乙烯复合材料性能对比

采用挤出法制备稻壳/高密度聚乙烯（HDPE）和稻壳炭/HDPE复合材料。利用SEM、XRD对稻壳/HDPE和稻壳炭/HDPE复合材料进行表征,并对其力学性能和抗蠕变性能进行测试对比。结果表明,稻壳和HDPE之间的结合方式与稻壳炭和HDPE之间的结合方式存在根本性的差异,稻壳/HDPE复合材料表现为稻壳被HDPE所包裹,稻壳炭/HDPE复合材料表现为HDPE嵌入稻壳炭的孔隙中;稻壳和稻壳炭的加入都会影响HDPE基复合材料的结晶峰强度,但不会对其微晶结构产生影响;无论是抗弯强度、拉伸强度还是抗蠕变强度,稻壳炭/HDPE复合材料都远远强于稻壳/HDPE复合材料。     

造纸污泥/高密度聚乙烯复合材料的制备及性能

采用造纸污泥（PIW）填充高密度聚乙烯（HDPE）制备PIW/HDPE复合材料,并利用水浴箱、热变形维卡温度测定仪、氧指数仪、电子万能试验机、动态热机械分析仪对PIW/HDPE复合材料的吸水性能、热性能、阻燃性能、拉伸性能及动态力学性能进行分析测试。结果表明,PIW/HDPE复合材料具有良好的结合界面和拉伸性能,其最佳拉伸强度为23.18 MPa;PIW质量分数的增加会对PIW/HDPE复合材料的吸水性能、韧性产生不利的影响;但PIW质量分数的增加有利于提高PIW/HDPE复合材料的热性能、阻燃性能（其最高氧指数为29.98%）和刚性。本研究可为造纸污泥的资源化利用提供研究基础。      

农林废物生物炭/高密度聚乙烯复合材料的制备与性能

利用稻壳、杨木在600℃下制备稻壳炭、杨木炭,以稻壳、稻壳炭、杨木、杨木炭为填料填充高密度聚乙烯(HDPE)制备复合材料,并对其性能进行测试分析.结果表明,跟稻壳、杨木相比,稻壳炭、杨木炭具有较高的含碳量、较大的比表面积、发达的孔隙结构及较低的极性;稻壳炭/HDPE复合材料的弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度、拉伸模量分别为...     

木聚糖酶处理对西南桦木/HDPE复合材料性能的影响

采用木聚糖酶溶液对西南桦木粉进行处理,并利用热压成型工艺制得西南桦木/高密度聚乙烯（HDPE）复合材料,考察酶溶液浓度、处理时间及温度对西南桦木/HDPE复合材料拉伸强度、弯曲强度等力学性能的影响,从而获得木聚糖酶处理的最佳工艺条件。借助傅里叶红外光谱分析技术和扫描电子显微镜,分析木聚糖酶处理后西南桦木纤维的化学官能团变化和西南桦木/HDPE复合材料的断面形貌。结果表明：木聚糖酶处理能够增强西南桦木/HDPE复合材料的界面结合。在木聚糖酶溶液浓度为2.67 mg/L,温度为40℃,pH值为4.5的条件下处理2 h后,西南桦木粉的纤维素相对含量及结晶度增加,半纤维含量减小,木质素相对含量增加;木纤维的材质变软、表面变得粗糙,增大了与塑料分子的接触面积,从而提高了西南桦木/HDPE复合材料的力学性能。     

废纸浆增强HDPE复合材料的力学性能

将废旧瓦楞纸板粉碎制浆,与高密度聚乙烯通过注塑成型制备废纸浆/HDPE复合材料。研究了废纸浆含量,相容剂HDPE-g-MAH和LDPE-g-GMA,加工助剂S-105、TKM-M80和Deoflow A对废纸浆/HDPE复合材料力学性能的影响,通过扫描电镜SEM分析了复合材料的冲击断面,结果表明,HDPE-g-MAH和...     

HDPE-g-MAH对HDPE/石墨导热复合材料性能的影响

针对高密度聚乙烯(HDPE)/石墨复合材料中石墨与HDPE的相容性差,复合材料性能较差的缺点,采用3-氨基丙基三乙氧基硅烷对石墨进行表面改性,然后以HDPE-g-MAH作为HDPE与石墨的相容剂,研究了其对HDPE/石墨导热复合材料性能的影响。结果表明,当HDPE-g-MAH用量为3%(质量分数,下同)时,HDPE/石墨复合材料的拉伸强度和冲击强度分别从未加HDPE-g-MAH时的25.0 MPa和5.9 J/m2提高到27.1 MPa和6.9 J/m2。SEM结果显示,HDPE-g-MAH改善了HDPE与石墨的界面结合情况。接触角和表面能结果进一步证明,HDPE-g-MAH改善了石墨在HDPE基体中的分散性,石墨在HDPE中的团聚减少。     

滑石粉等填充改性高密度聚乙烯的性能研究

利用无机组合粒子的协同效应对HDPE进行增强增韧改性,以滑石粉、碳酸钙2种典型的具有不同形状特征的无机粉体和HDPE树脂为对象体系进行共复合研究。结果表明,共复合体系可以同时发挥2种具有不同形状的无机粉体的优势,具有较高的拉伸强度和较好的冲击韧性。     

Review on Thermal Properties of Graphene Filled Polymer Composites

正The paper reviews the development of the re-search work on thermal properties of graphene filledpolymer composites.It contains dispersed graphenesheets,3D graphene foam and oriented graphenefilms filled polymer composites and their thermalconductivity,expansion,weight loss and stabili-ty,etc.It also indicates the existing problems and     

金属纤维／聚合物导电复合材料的性能研究

以铜纤维和不锈钢纤维为导电填料，分别填充了ＡＢＳ、ＨＩＰＳ和ＰＰＳ对脂基体，制得导电复合材料。研究了金属纤维含量及工艺条件对复合材料的导电性能和力学性能的影响。结果表明，选择合适的工艺条件以保证金属纤维有较大的长径比并在树脂中有良好的分散状态，是制造性能优良的导电复合材料的关键。     

Effect of Temperature on Electrical and Thermal Properties on Carbon Soot Filled Polyester Graded Composites

This article reports the development, DC conductivity behavior of carbon soot filled polyester graded composites. Carbon soot filled polyester composites having 3 wt% of carbon soot powder and polyester resin were prepared. DC conductivity measurements were conducted on the graded composites by using an electrometer in the temperature range of 28°C to 150°C. DC conductivity increased with increase in carbon soot concentration in the composites; DC conductivity increased with the increase in temperature. Activation energy was calculated by using Arrhenius equation for graded samples exhibited electronic conduction. Linear dependence of pre-exponential factors on activation energy for carbon soot filled polyester graded composites reveals semi-conducting behavior of the composites.     

HDPE／CB—MWNTs复合材料体系PTC效应

研究了高密度聚乙烯/碳黑-多壁碳纳米管复合材料的正温度系数效应(PTC).结果发现,HDPE/CB-MWNTs复合材料中MWNTs的含量为1%.(质量分数,下同)时复合材料的PTC强度达8.3,室温电阻率仅为1.2Ω·m;而当MWNTs的含量为3%.时复合材料的PTC强度迅速减小到小于3,室温电阻率则变化不大.SEM研究表明导电填料CB或者MWNTs在复合材料中分布均匀.对HDPE/CB-MWNTs复合材料的PTC效应随MWNTs含量的变化原因进行了探讨.     

颗粒填充型聚合物的导热性能与摩擦磨损性能研究

采用蒙特卡罗可控空间分布算法,生成网链构型的三维代表体积单元(RVE)模型,数值研究了非均匀分布下不同组分氮化铝/石墨/银导热硅脂的导热性能。制备了氮化铝、氮化铝/石墨、氮化铝/石墨/银三种填料体系的导热硅脂,并测试所有样品的热导率和体积电阻率。采用往复摩擦磨损试验机对室温下导热硅脂在钢-钢摩擦副上的载流摩擦磨损性能进行研究。利用扫描电子显微镜(SEM)观察金属表面并利用能谱分析仪(EDS)对表面元素成分进行分析。结果表明:导热填料形貌越丰富,硅脂中的导热网络越致密,氮化铝/石墨/银硅脂的最大热导率可达1.623 W/(m·K),可实现在较少填充量下获得较高热导率;氮化铝/石墨/银有限元模型模拟的结果更贴近实验测量值,可以用来预测球状/片状/棒状颗粒填充导热硅脂的导热性能;氮化铝/石墨/银导热硅脂的载流摩擦磨损性能最优,这归结于其导热性能和导电性能协同减轻电弧对金属表面的侵蚀。     

无机颗粒填充聚合物复合材料的介电性能研究

随着埋入式电容器的发展,具有高介电性能聚合物基复合材料的研究显得尤为重要。目前,高介电聚合物基复合材料主要有两种,铁电陶瓷/聚合物复合材料和导电颗粒/聚合物复合材料。综述了这两种复合材料的特点和最新研究进展,概述了可以增强聚合物基复合材料介电性能的方法。首先针对铁电陶瓷/聚合物复合材料介电常数难以提高的缺点,指出通过高介电聚合物基体的选择、陶瓷填料含量与尺寸形貌的控制,可以有效地提高这类材料的介电常数;同时介绍了这类复合材料不同界面结构和稳固界面的重要性,重点阐述了形成化学键连接的"分子桥"结构的方法;然后针对导电颗粒/聚合物复合材料渗流阈值难以控制和介电损耗高的问题,探讨了影响渗流阈值的因素和减小介电损耗的方法;最后基于本课题组在功能性纳米填料、高介电聚合物复合材料的基础研究及应用探索方面的工作积累,对高介电聚合物基复合材料的未来发展方向做出展望。