废印刷电路板非金属粉负载二氧化硅杂化填料的制备及其在不饱和聚酯中的应用

为增强废印刷电路板非金属粉(WPCBP)与聚合物基体之间的界面结合作用,采用溶胶-凝胶法在WPCBP表面原位负载了一层纳米二氧化硅粒子(SiO_2),制备了一种新型的WPCBP-SiO_2杂化填料。SEM、TGA和FTIR证明SiO_2通过化学键成功负载到了杂化填料的表面。采用含双键的界面改性剂对杂化填料进行改性后,应用于不饱和聚酯树脂基体,探讨了未改性杂化填料及表面改性杂化填料对不饱和聚酯复合材料的力学性能、界面结合作用和热稳定性能的影响。结果表明,新型的杂化填料WPCBP-SiO_2能够与不饱和聚酯基体形成强的界面结合作用,显著提高不饱和聚酯复合材料的力学性能和热稳定性能,且表面改性后复合材料的各项性能得到进一步提高。     

废印刷电路板非金属粉与埃洛石纳米管对不饱和聚酯热稳定性和阻燃性能的影响

为减轻废印刷电路板非金属粉(WPCBP)在回收过程中对环境的污染和资源的浪费,实现WPCBP在聚合物基体中的高值化利用,将粉碎干燥后的WPCBP与埃洛石纳米管(HNTs)添加到不饱和聚酯树脂(UPE)基体中,制备了一种新型环保的WPCBP-HNTs/UPE复合材料。利用SEM和TEM对两种填料的结构形貌及其在复合材料中的分散状况和界面结合进行了表征,采用热失重分析仪、锥形量热仪、极限氧指数仪等对WPCBP-HNTs/UPE复合材料的热稳定性和阻燃性能进行了系统的研究。结果表明,WPCBP和HNTs能够显著提高复合材料的热分解稳定性和阻燃性能。通过SEM和EDS对复合材料燃烧后的碳渣进行了分析,并探讨了阻燃机制,分析了WPCBP和HNTs对WPCBP-HNTs/UPE复合材料的力学性能和热变形性能的影响。     

不饱和聚酯纳米复合材料研究进展

纳米粒子改性不饱和聚酯不但能实现同时增强增韧,提高树脂综合力学性能,而且能改善树脂的热学、耐水和耐化学腐蚀等性能。综述了当前纳米蒙脱土、SiO2、TiO2等纳米不饱和聚酯复合材料研究进展情况,详细探讨了纳米用量、粒子尺寸、表面形态、表面改性处理、相界面等因素对复合材料性能的影响及纳米粒子增韧增强的机理。     

微纳米SiO2/PP复合材料增强增韧的实验研究

为了研究无机刚性颗粒对通用塑料聚丙烯(PP)的力学性能的影响,采用熔融共混方法制备了经硅烷偶联剂A-151处理的SiO2/PP复合材料,并通过其缺口冲击、拉伸、弯曲试验和冲击断面的形貌观察,分析研究了微纳米SiO2颗粒大小、填充量、表面改性以及不同颗粒大小SiO2混合物对PP复合材料增韧、增强效果的影响.实验结果表明:纳米SiO2的加入可以同时改善其韧性、刚性和强度;填充量相同,颗粒越细,SiO2/PP复合材料的力学性能越好.SiO2经改性后填充到PP基体中,明显改善了颗粒在基体中的分散性及基体与颗粒之间界面结合性能,使复合材料的综合力学性能得到提高.不同颗粒大小的SiO2混合后填充到PP基体中,混合SiO2的协同效应使复合材料拉伸、弯曲性能进一步提高,对PP基体具有更好的增强效果,但其冲击性能下降.     

PMMA/纳米SiO2纳米复合材料的制备和界面研究

用硅烷偶联剂KH570对纳米SiO2进行修饰改性,采用原位分散聚合法制备了PMMA/纳米SiO2纳米复合材料,用溶解实验、力学性能、SEM和DMA等方法对纳米SiO2粒子和PMMA基体之间的界面相容性进行了表征和研究,由拉伸强度计算出来界面相互作用参数B.结果表明:SiO2在基体中可能起到了交联点的作用;改性后的氧化硅与聚合物基体形成强的界面结合;随着纳米粒子含量的增加,粒子和聚合物基体之间有效的界面相互作用越强.     

改性纳米SiO2填充低烟无卤阻燃聚乙烯的研究

本文选择了三种经不同表面改性处理的纳米二氧化硅，采用热分析（TG）对聚乙烯／改性纳米SiO2复合材料的热稳定性能进行了研究，并将其用于无卤阻燃聚乙烯体系，针对改性纳米SiO2对无卤阻燃聚乙烯的阻燃性能和力学性能的影响进行了分析。研究结果表明，与未改性纳米二氧化硅相比，经改性处理的纳米SiO2有利于提高复合材料的热稳定性能，延缓聚乙烯的热氧化降解，经适当改性处理，可使纳米复合材料的热稳定性高于聚乙烯。改性纳米SiO2显著提高了无卤阻燃聚乙烯的阻燃性能，在填料用量相同时，可获得力学性能和阻燃性能较佳的材料。     

木塑复合材料的界面改性方法

表面有机化改性是提高木质填料(木纤维或木粉)的分散程度和增强其与聚合物基体界面相互作用的重要手段。对于木塑复合材料而言,木质填料与树脂基体的界面粘接程度是有效传递载荷、提高力学性能、降低吸水率和提高尺寸稳定性的关键因素。针对国内外木塑复合材料的研发现状,本文主要概述了木质填料的表面处理方法及其对木塑复合材料性能的影响。     

不饱和聚酯复合材料的改性研究

综述了不饱和聚酯复合材料改性方面的最新发展．介绍了不饱和聚酯复合材料在表面、界面、低收缩改性以及天然纤维和无机物增强方面的研究,并着重介绍了不饱和聚酯／层状硅酸盐蚋米复合材料的制备和性能．     

骨架表面改性对SiC/Al复合材料性能的影响

采用挤压铸造法制备了SiC/Al双连续相复合材料,并对增强体SiC泡沫陶瓷骨架进行了表面改性处理,研究了网络骨架的表面粗化和表面涂覆K2ZrF6对骨架和双连续相SiC/Al复合材料性能的影响.结果表明:随着粗化时间的增加,SiC陶瓷骨架表面的粗化程度增大.粗化时间为12 min时骨架表面粗化最佳,而且保持了骨架的致密结构.SiC陶瓷骨架表面粗化增加了骨架筋的表面积,加强了界面的机械结合;SiC陶瓷骨架表面涂覆K2ZrF6,提高了基体纯铝对SiC陶瓷骨架的润湿,改善了复合材料中增强体与基体间界面的结合,增强了材料的三维连续性,提高了复合材料的力学性能.骨架表面涂覆K2ZrF6的复合材料的界面结合得最好,复合材料的强度最高,为纯铝基体的5倍.     

可降解聚酯PBS/接枝有序介孔SiO2纳米复合材料的制备及其表征

为了研究有序介孔SiO2对可降解聚酯PBS(聚丁二酸丁二醇酯)力学性能的影响,采用经过修饰后的有序介孔SiO2与PBS熔融共混挤出造粒制备复合材料,通过FTIR、TG、SEM和力学性能分析,有效地表征了复合材料,分析研究了修饰后有序介孔SiO2不同添加比例对材料力学性能的影响.结果表明,有序介孔SiO2的加入可以改善材料的韧性、刚性和强度,添加质量分别为1%时效果最好;而且,明显改善了颗粒在基体中的分散性及基体与颗粒之间界面的相容性,使复合材料的性能得到提高.     

Enhancement of the mechanical properties of polylactic acid/basalt fiber composites via in-situ assembling silica nanospheres on the interface

A valid strategy to tailor the properties of polylactic acid for more extensive applications was introducing filler.In this work,basalt fiber assembled with in-situ SiO2 nanoparticles on the surface was successfully prepared via hydrothermal method and it was further treated with coupling agent KH-550 to improve interfacial interaction between polylactic acid(PLA)and basalt fibers(BF).It was demonstrated that the introduction of BFS could increase the crystallization of PLA and resulted in forming trans-crystallization based on TG and DSC results.The tensile strength of PLA/BF composites raised from 39 MPa to 62.5 MPa with increasing the fiber loading from 1 wt％to 10 wt％.Furthermore,the interfacial interaction could be effectively improved by assembling SiO2(especially with 250 nm in diameter)on BF surface to build mechanical locking,which could keep the PLA matrix in place during the mechanical deformation with the tensile strength value raised from 62.5 MPa to 74.0 MPa.It is noticeable that the impact and flexural properties were effectively increased with the incorporation of in-situ SiO2 nanoparticles.The further KH-550 treatment made a positive impact as well.For instance,the impact strength and flexural strength of the sample with SiO2 and KH-550 modification were improved to 22.49 kJ/m2 and 146.83 MPa and it enhanced about 42.16％and 41.04％than those of neat PLA,respectively.Therefore,an efficient enhancement of mechanical performance was achieved and this concept of assembling in-situ SiO2 on silica-based fiber as a modifier was a novel and simple path to design the interfacial construction and properties of the polymer composites.     

Influence of short bamboo/glass fiber on the thermal, dynamic mechanical and rheological properties of polypropylene hybrid composites

The present article summarizes the development of polypropylene-bamboo/glass fiber reinforced hybrid composites (BGRP) using an intermeshing counter rotating twin screw extruder followed by injection molding. Maleic anhydride grafted polypropylene (MAPP) has been used as a coupling agent to improve the interfacial interaction between the fibers and matrix. The crystallization and melting behavior were investigated employing differential scanning calorimetry (DSC). Thermogravimetric analysis (TGA) indicates an increase in thermal stability of the matrix polymer with incorporation of bamboo and glass fibers, confirming the effect of hybridization and efficient fiber matrix interfacial adhesion. The dynamic mechanical analysis (DMA) showed an increase in storage modulus (E′) indicating higher stiffness in case of hybrid composites as compared with untreated composites and virgin matrix. The rheological behavior of the hybrid composites has also been studied using time–temperature superposition (TTS) principle and corresponding viscoelastic master curves have been constructed.     

聚合物基纳米复合材料的界面作用研究进展

将聚合物与纳米粒子复合制备性能优异的聚合物基纳米复合材料是近20年来科学界的研究热点,其中聚合物与纳米粒子间的界面作用对复合材料的性能起着关键性作用。从界面结构、力学性能、热性能及计算机仿真模拟等方面综述了聚合物基纳米复合材料的界面研究进展,并对这一领域的研究进行了展望。     

氮化硼和纳米金刚石混杂填充聚酰亚胺导热复合材料的制备与表征

以二维六方氮化硼和三维纳米金刚石为导热填料通过原位聚合方式杂化填充到聚酰亚胺(PI)基体中制备导热绝缘复合材料。采用聚芳酰胺和4,4-二氨基二苯醚分别对氮化硼和纳米金刚石进行表面接枝改性,以提高有机-无机两相界面的相容性。通过扫描电子显微镜、导热仪、热重分析等方法对复合材料的结构和性能进行了表征。结果表明,不同粒径的导热填料混杂填充聚合物,利用协同效应可以提高堆砌密度,降低界面热阻,形成导热网络。当填料总质量分数为30%,改性氮化硼和纳米金刚石的质量比为9∶1时,复合材料的热导率达0.596 W/(m·K),是纯PI的3.5倍,同时复合材料仍具有较好的热稳定性和电绝缘性,满足微电子领域的应用需求。     

CaCO3增强马来酸化蓖麻油树脂及其泡沫塑料

以马来酸化蓖麻油(MACO)为主要原料,利用无机矿物碳酸钙(CaCO₃)粒子作为增强材料制备了环境友好的CaCO₃/MACO复合材料及其泡沫塑料,研究了CaCO₃对MACO力学性能、动态力学性能和热稳定性的影响,分析了无机粒子与基体间的界面相互作用.研究结果表明:CaCO₃含量及其与MACO基体聚合物间的界面黏结是影响复合材料强度的关键因素.随CaCO₃含量增加,CaCO₃/MACO复合材料的刚性增加,当CaCO₃添加量为60wt%时,复合材料的拉伸和弯曲强度达到最优,分别为26.7 MPa 和46.2 MPa,基本达到部分通用塑料的水平.动态力学和热稳定性分析证明:CaCO₃作为增强填料可有效提高蓖麻油基塑料的储存模量、玻璃化转变温度和热分解温度.这些行为归于MACO树脂中的羧基和羰基官能团能与CaCO₃发生氢键和配位键合作用,形成良好的界面结合.CaCO₃也能增强CaCO₃/MACO复合泡沫塑料,当泡沫塑料密度为0.24 g/cm³时,加入20wt%的 CaCO₃,其压缩强度和模量比纯泡沫塑料的分别提高142.0%和211.5%.添加矿物填料可降低材料中石油基原料的用量,降低材料成本,增加复合材料与环境的相容性.     

PEEK composites reinforced with zirconia nanofiller

The present investigation deals with the preparation and characterization of nanocomposites of polyether ether ketone (PEEK) containing nanosized zirconia filler up to 3 wt.% loading. It has been observed that presence of zirconia filler dispersed in polymer matrix enhances various basic and functional properties (e.g., mechanical properties, thermal stability & other physico-mechanical properties). The SEM studies reveal that the dispersion of zirconia nanofiller is uniform throughout the polymer matrix. The thermal stability of the nanocomposites has been studied by TGA. Thermal analysis of the composites shows an increase in the thermal stability with increase of nanofiller content. This may be attributed to strong interaction between polymer chains and filler particles. DMA studies show the significant improvement in storage modulus of the nanocomposites because of better interaction of zirconia particles in PEEK matrix.     

溶胶-凝胶法制备含氟聚丙烯酸酯/SiO2杂化材料的结构与性能

用酸催化溶胶-凝胶法制得SiO2溶胶,与丙烯酸酯单体原位聚合,制备了含氟聚丙烯酸酯/SiO2杂化材料。利用红外光谱、场发射扫描电镜、X射线光电子能谱等表征了杂化材料的结构、形态及表面化学组成;研究了SiO2相的形态、分布和界面状况等与杂化材料的表面性能、热学性能和力学性能的关联与影响。结果表明,SiO2在杂化体系中以Si-O网络的形式存在,并与有机相之间有良好键合;杂化材料的疏水性、热稳定性和硬度随着SiO2含量的增加逐渐增强,附着力则先增大后减小。     

共混型石墨烯-nanoSiO_2/TPU复合材料的制备与性能

采用熔融共混技术制备了氧化石墨烯(GO)-nano SiO_2杂化材料填充改性的形状记忆热塑性聚氨酯(GO-nano SiO_2/TPU)复合材料,探讨了GO-nano SiO_2杂化材料对复合材料力学性能、熔融指数及形状记忆性能的影响。结果表明:GO-nano SiO_2含量对GO-nano SiO_2/TPU复合材料的力学性能有明显的影响,其含量为0.5wt%~1wt%时,GO-nano SiO_2/TPU复合材料的综合力学性能较好。熔融指数分析表明,填料的加入会降低材料的加工流动性能。形状记忆性能研究表明,加入GO-nano SiO_2杂化材料使得GO-nano SiO_2/TPU复合材料的形状固定率先降低后上升,在含量为1wt%后上升趋势更加明显;而形状回复率随填料含量的增加而呈降低趋势,并且在100℃高温这种变化趋势更加明显和稳定,回复温度越高,形状回复率越好。