山楂核/聚乙烯复合材料的力学性能与热性能

为了制备高强度的木塑复合材料(WPC),本研究以山楂核为增强体、以线型低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)三种不同的聚乙烯(PE)为基体,采用注塑成型的方法制备三种WPC(HLC、HHC、HUC)。并利用电子万能力学试验机、动态热机械分析仪(DMA)、差式扫描量热仪(DSC)、同步热分析仪(STA)对三种WPC进行力学性能与热性能的表征分析。实验结果表明:山楂核/HDPE复合材料(HHC)的力学性能最好,弯曲强度可达47.24 MPa,拉伸强度可达38.44 MPa,储能模量可达2 631.2 MPa;山楂核的加入有利于PE基体的熔融稳定性与早期结晶,但是会降低PE基体的热稳定性。该研究可为制备高强度的WPC提供有益的借鉴经验。     

PP-g-MAH和PE-g-MAH对玻纤增强废旧聚丙烯复合材料性能的影响

采用熔融挤出的方法制备了玻璃纤维增强废旧聚丙烯(RPP/GF)复合材料,分析了不同含量的PP接枝马来酸酐(PP-g-MAH)和PE接枝马来酸酐(PE-g-MAH)相容剂对复合材料力学性能的影响。结果表明:添加PP-gMAH能改善玻纤与RPP界面结合强度,随着相容剂PP-g-MAH含量的增加,RPP/GF复合材料的弯曲强度逐渐提高,当PP-g-MAH的含量为7 phr时,能有效提高复合材料的弯曲强度。由于RPP中含有PE成分,添加少量PE-g-MAH能增加玻纤与RPP基体中PE的界面结合强度,从而继续提升复合材料的弯曲强度,复合材料的缺口冲击强度也得到提升。     

长玻纤增强尼龙6复合材料研究

采用熔体浸渍工艺制备了长玻纤增强尼龙6预浸料,研究了玻纤初始长度、玻纤含量、增韧剂对复合材料性能的影响,以及玻纤强度、树脂基体对复合材料性能的影响。试验结果表明,在玻纤含量32．2％,切粒长度为10mm时,复合材料的拉伸强度为208.4MPa,弯曲强度为269.5MPa,弯曲弹性模量为9．34GPa,缺口冲击强度为29kJ/m^2,冲击强度为63.4kJ/m^2,综合力学性能明显优于短玻纤增强PA6复合材料。     

高性能玻纤增强聚丙烯材料的研制及应用

研究了自制聚丙烯接枝马来酸酐与乙烯/辛烯共聚物(PP-g-POE-MAH)和螺杆组合对玻璃纤维(GF)增强聚丙烯(PP)性能及产品外观的影响,制备了高性能、成型外观优的玻纤增强PP材料。结果表明,加入PP-gPOE-MAH可显著提高玻纤增强PP的拉伸、弯曲、冲击性能;在30%GF的玻纤增强PP体系中,PP-g-POE-MAH添加的最佳比例为8%,此配比制备的玻纤增强PP综合性能优良且性价比高;螺杆组合的剪切强弱较大幅度地影响材料的性能及成型外观,适当剪切强度生产的玻纤增强PP材料可兼具优良力学性能与优质成型外观。目前该材料已广泛应用于汽车、家电行业。     

玻纤增强SAN材料力学性能的影响因素

通过对玻纤增强SAN树脂(SAN/GF)的力学性能分析,研究了影响玻纤增强SAN材料的因素。结果表明,添加SMA相容剂有助于增加SAN树脂与玻纤的界面结合强度,提高材料的力学性能,相容剂含量为3%时,增强材料的拉伸强度和弯曲强度分别达到117.2和140.2 MPa,比未加相容剂时,强度分别增加22.8%和12.8%。适量润滑剂的添加对提高材料力学性能具有正面效应,根据实验研究,润滑剂用量在0.2%时,玻纤增强材料性能较好。单丝直径为13和14μm的2种玻纤的增强效果差别不大,制备的增强材料的拉伸强度都在115 MPa以上,弯曲强度大于135 MPa。主机螺杆转速对玻纤增强SAN材料的力学性能影响不大。玻纤含量在20%时,制备的玻纤增强材料的冲击性能最好,达到5.7 kJ/m~2。     

回收聚丙烯/废书刊纸纤维复合材料结构与力学性能的研究

以废书刊纸纤维(OMGF)和回收聚丙烯(PP)为原料,马来酸酐接枝聚丙烯(MAPP)为相容剂,采用热压成型法制备了PP/OMGF木塑复合材料。研究了OMGF含量对复合材料拉伸性能及弯曲性能的影响,并采用红外光谱和扫描电子显微镜分析了OMGF的结构及复合材料的拉伸断面形貌。结果表明,OMGF对PP基体具有一定的增强作用,当OMGF含量为30%时,复合材料的拉伸强度和弯曲强度分别达到最大值29.53MPa和33.67MPa,比回收PP分别提高了51.6%和31.7%;随着OMGF含量的增加,复合材料的断裂伸长率逐渐下降,弯曲模量逐渐上升。扫描电子显微镜分析显示,当OMGF含量较低时,其与PP基体之间具有良好的界面相容性;当OMGF含量增加到50%时,界面相容性明显下降。     

玻纤增强PP热塑性片材的制备及力学性能研究

采用熔融浸渍法制备了玻璃纤维毡增强聚丙烯（PP）热塑性复合片材；通过在PP中加入复合改性PP改善了基体与增强纤维间的相容性；考察了相容剂、PP种类及玻纤毡种类对复合片材的影响。结果表明，相容剂的加入可使复合片材的拉伸强度提高29％、拉伸模量提高23％、弯曲强度提高42％、弯曲模量提高25％；高熔体质量流动速率PP可使片材的弯曲与冲击性能进一步改善。连续玻纤毡和长玻纤毡增强PP复合片材，前者综合力学性能良好，而后者则冲击强度较弱、弯曲性能加强。     

MMT对WPC吸水前后拉伸及弯曲性能的影响

木粉经过NaOH溶液处理后，表面出现了孔洞结构，用处理后的木粉与PP废玩具塑料(X-PP)制备的木塑复合材料(WPC),其内部的木粉和X-PP的界面连接性与未处理的相比较好；在WPC中加入蒙脱土(MMT),复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量均升高，断裂伸长率和吸水性降低，添加5%的MMT,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和模量分别为19.3、29.1和2 410.1 MPa,与未添加的WPC相比，分别提高了12.2%、6.6%和7.6%;吸水后，WPC的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量从16.1、26.4和2 130.2 MPa分别下降至14.2、21.2和1 732.1 MPa,添加MMT可以有效降低WPC吸水后性能的下降率。当添加5%的MMT时，WPC吸水后的拉伸强度、弯曲强度和模量的下降率分别从9.8%、12.8%和13.4%下降至3.6%、5.2%和5.5%。     

在线混炼注塑一步法成型设备及制品性能研究

研究了长玻纤增强聚丙烯复合材料的成型工艺对其各项性能的影响。结果显示:LFT-S在线混炼注塑一步法成型工艺制备的制品,其拉伸强度、弯曲强度、冲击强度达到了135.2MPa、196.6 MPa和34.3 kJ/m~2,相较于传统LFT-G先造粒再注塑成型工艺制备的制品,分别提高了17.8%、20.6%和56.6%。主要原因是在LFT-S工艺制品中,其长玻纤平均保留长度为5~8 mm,远大于玻纤增强复合材料中纤维临界长度(3.0 mm),长玻纤所形成的缠结网络结构能更好地承受各个方向上的应力。此外,通过扫描电子显微镜对断面的分析表明:纤维增强制品在断裂过程中,需要克服纤维与基体间的粘结力,随着大量玻纤从基体树脂中拔出,大量聚丙烯树脂残留在玻纤表面,证明玻纤与聚丙烯基体界面结合力较强。     

木塑复合材料配方组成对其线性热膨胀系数的影响

以PP、HDPE、POE、EPDM或其共混物作为塑料基体,以木粉作为填充料,用挤出成型法制备了PP/PE基和PP基木塑复合材料(WPC),研究了配方中各组分的热膨胀特性、配方中塑料基体组成变化、以及配方中木粉含量变化等因素对所制得的WPC线性热膨胀系数的影响.结果表明:制备WPC的主要原料线性热膨胀系数的大小顺序为:木粉＜聚丙烯＜聚乙烯＜增韧剂,其中各塑料成分的线性热膨胀系数均远大于木粉,随着WPC中塑料含量增加,WPC的线性热膨胀系数增加;随着配方中PP/PE比值增加,WPC的线性热膨胀系数减小;随着配方中增韧剂EPDM或POE用量增加,WPC的线性热膨胀系数增大.     

Utilization of Recycled Polypropylene for Production of Eco-Composites

Renewable raw materials and recyclable thermoplastic polymers provide attractive eco-friendly quality as well as environmental sustainability to the resulting natural fiber reinforced composites. We studied the possibility of using the recycled polypropylene (PP) for production of composites based on kenaf fibers (KF) and rice hulls (RH) as reinforcements. Polypropylene/rice-hulls (PP/RH/CA) and polypropylene/kenaf (PP/K/CA) composites with 30% fiber (filler) content and appropriate compatibilizing agent (CA)—a maleic anhydride grafted PP (MAPP), have been prepared by two steps procedure: melt mixing and compression molding. Flexural strength and thermal stability of the composites with recycled PP were similar to those with neat PP. The composites reinforced with kenaf fibers have shown better properties than those based on rice hulls. The flexural strength of the composite sample with recycled PP is 51.3 MPa in comparison with 51.1 MPa for the composite with neat PP. Degradation temperatures of neat and composite with recycled PP at residual weight 90% are 344.4°C and 343.5°C, respectively. The results obtained report the possibility of utilization of recycled PP for the production of natural reinforcements based composites with good mechanical characteristics for using as construction building materials in housing systems.     

Recycling of waste FRP and corn straw in wood plastic composite

Waste fiber reinforced polymer (FRP) combined with corn straw fiber was recycled and incorporated in wood plastic composite (WPC). The synergistic enhancement effect of glass fiber and corn straw fiber was investigated. The results show that there was a good physical interlocking structure among glass fiber of waste FRP, corn straw fiber and poly(vinyl chloride) (PVC) in WPC, which led to the enhancement of mechanical properties of WPC. With 30 phr (parts per hundreds of resin) waste FRP, the tensile strength and flexural strength of WPC were improved to 24 and 66 MPa, increased by 31% and 23% with respect to starting WPC. This study reveals that waste FRP and corn straw fiber can be good alternative for wood fiber in the production of WPC. POLYM. COMPOS., 38:2140–2145, 2017. © 2015 Society of Plastics Engineers     

高强高韧GF／PP复合材料的研究

通过在短玻(GF)增强聚丙烯(PP)中添加聚烯烃弹性体(POE),并用马来酸酐对PP进行接枝交联的方法, 制备了高冲击韧性GF／PP复合材料。在该材料中,短切玻璃纤维的加入大幅度提高了材料的拉伸、弯曲强度,而POE 则通过产生形变等方式,提高了材料的冲击韧性;在其中加入马来酸酐接枝聚丙烯增加界面结合力,可使GF／PP／POE 复合体系表现出良好的综合力学性能,其拉伸强度为51．9 MPa,弯曲强度为68．1MPa,冲击韧性为44．2 kJ／m2。     

玻璃纤维增强煤基抗冲共聚聚丙烯的性能

采用双螺杆挤出共混法制备了短玻璃纤维(GF)改性聚丙烯(PP)2240S的共混物,通过力学性能分析测试、扫描电子显微镜表征、熔体流动速率测试和熔融结晶分析等研究了改性体系的力学性能、显微结构、加工流动性和结晶性能等。结果表明,当GF添加量为30%时,复合体系的弯曲强度、弯曲弹性模量、拉伸强度等较纯PP分别提高约112%,269%和108%,但GF与基体粘结力弱导致冲击强度没有提高;为进一步改善界面作用力,以5%马来酸酐接枝聚丙烯作相容剂,相同GF添加量下PP的弯曲强度达86.99 MPa,弯曲弹性模量达5073 MPa,拉伸强度达78.5 MPa,简支梁缺口冲击强度达14.78 kJ/m2,比纯PP的相关指标分别提高约161%,302%,190%和131%,GF与PP界面粘结力增强,PP的力学性能随GF含量的递增而大幅提高。但GF降低了PP的熔体流动速率,并且体系的结晶温度基本未变,结晶度降低,可能与未产生界面横晶有关。     

玻璃纤维增强聚丙烯的性能研究

通过制备长玻璃纤维与短玻璃纤维增强聚丙烯复合材料,对比研究了在一定温度下的不同复合材料的弯曲性能与热性能。结果表明,在相同玻璃纤维含量下,长玻璃纤维增强PP的弯曲性能与热变形温度均高于短纤维增强聚丙烯复合材料。     

注塑条件对长玻纤增强聚丙烯性能影响研究

利用熔融浸渍装置,采用长玻纤(LGF)增强双马来酰亚胺等改性的聚丙烯(PP),制备了LGF增强PP复合材料。研究了在螺杆转速为80～250 r/min、背压为8～10 MPa的注塑条件下,复合材料的纤维长度、力学性能与热变形温度的变化。在研究范围内,注塑工艺参数的变化对复合材料的弯曲强度和热变形温度没有明显的影响,但随着螺杆转速的提高,纤维长度下降,所得复合材料的冲击强度先降低后升高。     

PP-g-MAH对玻璃纤维增强PP的影响

研究了聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)和剪切场强度等对玻璃纤维增强聚丙烯(GFRPP)性能的影响。加入PP-g-MAH后,GFRPP的拉伸强度持续增加,最大达82.5 MPa;弯曲性能大幅度提高;缺口冲击强度明显增大,最大达160.3 J/m;热变形温度基本维持不变。PP-g-MAH的加入可改善玻璃纤维与聚丙烯间的界面作用,从而有利于提高GFRPP的性能。在极高剪切场强度的条件下,GFRPP的力学性能和热性能有所下降。     

长玻璃纤维增强尼龙6的力学性能研究

采用一种新的熔融浸渍工艺制备了长玻纤增强尼龙6复合材料,研究了玻纤含量、玻纤长度分布对复合材料力学性能的影响。结果表明,在玻纤质量分数为50％时复合材料的拉伸强度为234MPa,弯曲强度为349MPa,弯曲弹性模量为11．4GPa,缺口冲击强度为313J／m,综合力学性能明显优于短玻纤增强尼龙6复合材料。     

短切纤维增强改性磷酸盐水泥抗折性能研究

分别采用短切碳纤维和短切玻璃纤维对磷酸盐水泥进行了增强改性研究.采用羧甲基纤维素溶液做分散剂使短切纤维在水泥基体中得到了很好的分散;通过凝结时间及抗折强度测试,研究了纤维种类与掺量对磷酸盐水泥性能的影响.结果表明,短切纤维的加入对磷酸盐水泥的凝结时间影响不明显;两种短切纤维的加入都使磷酸盐水泥的抗折强度显著提高,磷酸盐...     

一种高性能环氧树脂固化体系的研究

通过凝胶化测试和示差扫描量热分析（DSC）,研究了CYD128／DMP-30体系固化反应性,20℃凝胶化时间为70min;测试了浇铸体力学性能和耐热性,其中拉伸强度为50．2MPa,拉伸模量为3．5GPa,弯曲强度为156．7MPa,冲击强度为15．0（kJ·m^-2,玻璃化温度（Tg）为96℃。研究了连续纤维增强CYD128／DMP-30体系复合材料的性能,其中连续玻璃纤维增强复合材料弯曲强度为954．8MPa,连续碳纤维增强复合材料弯曲强度为1057．4MPa。