纳米CaCO3改性聚氨酯复合材料的制备及性能研究

以纳米CaCO₃为增强材料,通过预聚体法制备了不同纳米CaCO₃掺杂的聚氨酯复合材料,研究了纳米CaCO₃改性聚氨酯复合材料的力学性能、微观形貌、磨损性能和热稳定性能。结果表明,纳米CaCO₃的掺杂没有改变聚氨酯的结构,但改善了复合材料的微观形貌和整体的均匀性,提升了复合材料的力学性能、磨损性能和热稳定性。随着纳米CaCO₃掺杂量的增加,改性聚氨酯复合材料的拉伸强度、断裂延伸率和残余量先升高后降低,磨损量先降低后升高。当纳米CaCO₃的掺杂量为3%(质量分数)时,复合材料的拉伸强度、断裂延伸率和残余量达到了最大值,分别为33.7 MPa、510.2%和4.4%,磨损量最低为50.1 mg。综合分析可知,纳米CaCO₃的最佳掺杂量为3%(质量分数)。     

纳米CaCO3分散状态对PP/CaCO3复合材料结晶的影响

采用低剪切应力分散混合法制备了PP/CaCO3纳米复合材料(标记为C-1,C-2),研究了纳米粒子分散状态对PP结晶的影响。扫描电镜(SEM)显示CaCO3以纳米尺度均匀分散在C-1中,而在C-2中则局部团聚。示差扫描量热分析(DSC)表明,C-1熔融峰温和结晶度相对纯PP分别提高了4.1℃和6.0%;而C-2的熔融峰温降低4.6℃,结晶度降低9.1%。广角X射线衍射(WAXD)显示C-1和C-2晶型没有变化,C-1晶面衍射强度和微晶尺寸较纯PP明显增大;而C-2衍射峰与纯PP相似,微晶尺寸减小。     

界面应力对HDPE/CaCO3增韧体系基体结晶动力学影响的研究

采用了一种可表征体系冷却收缩应力对聚合物结晶影响的动力学方法,研究了不同冷却速率条件下HDPE/CaCO3增韧体系的基体结晶动力学行为及其与材料界面相粘结性及CaCO3含量之间的关系.结果表明,在材料缺口冲击强度较高的界面相粘结及组成条件下,体系熔体冷却收缩过程中所引起的界面应力的应变诱导结晶作用引起了基体晶体生长指数n1、生长速率常数k1及其k1随冷却速率a的变化率△k,/△a的显著增大;材料基体结晶动力学参数的影响因素及其变化规律与其材料缺口冲击强度的影响因素及其变化规律之间存在着良好的一致性.     

聚氨酯-纳米CaCO3/PVC复合材料力学性能

在考察了聚氨酯-纳米碳酸钙/聚氯乙烯(PU-nano-CaCO₃/PVC)反应挤出工艺的基础上,结合PU 的反应特点,将经硬脂酸表面处理的nano-CaCO₃利用超声辐照技术并经搅拌分散于液化4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(L-MDI)中,采用反应挤出一步法工艺制备了PU-nano-CaCO₃/PVC复合材料,并对其力学性能进行了研究。结果表明,PU与nano-CaCO₃的质量配比为4∶1时,对PVC的增韧效果最佳,PU与nano-CaCO₃能协同增韧PVC,且nano-CaCO₃具有补强作用。当PU/nano-CaCO₃/PVC质量比为20∶5∶75时,材料的综合性能最优,冲击强度达到58.3 kJ/m,拉伸强度为51.5MPa。     

纳米SiO2改性环氧树脂及其复合材料性能研究

先采用机械搅拌和超声分散方式在环氧树脂中分散纳米SiO2微粒,通过扫描电镜表征断面的形貌来分析纳米SiO2分散效果,再采用力学性能测试,研究纳米SiO2对环氧树脂及其玻璃纤维增强复合材料性能的影响,结果表明,超声分散效果明显优于机械搅拌分散;纳米SiO2含量对分散效果、环氧树脂及其复合材料力学性能具有显著影响;采用超声分散的1%(质量分数)纳米SiO2改性环氧树脂浇铸体的弯曲强度比未改性的提高了21.2%,其玻璃纤维增强复合材料的弯曲和拉伸强度分别提高了9.7%和7.9%,但层间剪切强度则降低了10.6%。     

TPV和纳米CaCO3协同增韧聚丙烯的研究

首先采用熔融共混法制备聚丙烯/热塑性动态硫化橡胶(PP/TPV)二元共混物,进一步添加纳米CaCO₃制备了PP/TPV/纳米CaCO₃三元共混物。探究了TPV用量对PP/TPV二元共混物力学性能和微观形貌的影响,以及纳米CaCO₃用量对PP/TPV/纳米CaCO₃三元共混物的力学性能、微观形貌、耐热性能及晶型的影响。结果表明,TPV能够有效增韧PP,当TPV用量仅为5份时,PP/TPV二元共混物的冲击强度达到8.2kJ/m²,较PP增加了95%,同时拉伸强度仅下降了4%;纳米CaCO₃能够诱导PP中β晶型的生成,随着纳米CaCO₃在PP/TPV/纳米CaCO₃三元共混物中用量的增加,缺口冲击强度呈现先增加后下降的趋势,而拉伸强度变化不大。当纳米CaCO₃用量为3份时,三元共混物的抗冲击性能最好,同时耐热性能也得到提升,可应用于汽车、建筑等行业。     

聚四氟乙烯/纳米CaCO_3复合材料制备及性能研究

采用成型压力35MPa,压制时间15min,升温速率60℃/h,烧结温度330℃保温1h,375℃保温2h的制备工艺得到PTFE/纳米CaCO3复合材料,并研究了其力学性能。实验结果表明:加入纳米CaCO3显著提高了复合材料的弹性模量、断裂伸长率和冲击强度,最后对冷压烧结成型聚四氟乙烯制品的质量进行了分析。     

纳米CaCO3/EPR/PP复合材料性能与结构研究

采用双辊混炼和挤出制样的方法制备了纳米CaCO₃/EPR/PP复合材料。通过PCM、TEM及力学性能测试研究了复合材料的力学性能及EPR和CaCO₃粒子的分散状况。在纳米CaCO₃/EPR/PP复合体系中,纳米CaCO₃粒子的加入,不但使冲击强度显著提高,而且使弯曲弹性模量显著提高。纳米CaCO₃粒子的增韧机理在于纳米CaCO₃粒子的加入使弹性体EPR的分散更加均匀,EPR颗粒的粒径变小,进而与纳米CaCO₃粒子产生协同增韧的作用。      

PVC\弹性体\纳米CaCO3复合体系的加工和组成对力学性能的影响

详细研究了聚氯乙烯(PVC)、氯化聚乙烯(CPE)和纳米碳酸钙(Nano-CaCO₃)的三元复合体系的加工工艺和组成变化与力学性能之间的关系。研究表明:如果先将CPE等弹性体和纳米CaCO₃制成母粒,然后再与PVC进行混合,有利于纳米粒子在基体中的分散,在复合体系中,纳米CaCO₃和CPE达到了协同增韧PVC的作用,同时,纳米CaCO₃具有补强作用,且当母粒的组成为CPE/纳米CaCO₃=1∶2时,对PVC改性效果最佳。      

Step-scan DSC研究PET/纳米CaCO3复合材料的结晶和熔融行为

采用纳米碳酸钙(CaCO3)浆料直接分散于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的单体乙二醇中,原位聚合制备出分散均匀的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)/CaCO3纳米复合材料。分别利用传统的差示扫描量热仪(DSC)和步进扫描DSC(Step-scan DSC)技术研究了CaCO3含量变化对PET结晶和熔融行为的影响及非等温结晶动力学过程。结果表明,纳米粒子与PET的相互作用较弱,对PET结晶主要起促进作用,使结晶更加完善,碳酸钙的含量达到3%时,相对结晶速率达到最大。结晶初期,纳米粒子异相成核作用占优势,这种优势随着纳米粒子含量的增加而有所减弱;结晶后期,纳米粒子对高分子运动的牵制作用比较明显。     

HDPE/MWNTs复合材料PTC性能的研究

研究了高密度聚乙烯，多壁碳纳米管复合材料的电阻非线性正温度系数现象（PTC）．结果表明，高密度聚乙烯，碳纳米管复合材料的渗滤域值为3％（质量分数，以下同）左右；当MWNTs含量为8．5％时复合材料的PTC强度最大，且基本没有后NTC效应；经过16次的加热．冷却循环后复合材料有好的电阻率．温度重现性；对样品SEM分析表明MWNTs在复合材料中的分布均匀．     

Mechanical properties of HDPE/magnesium hydroxide composites

Fillers incorporated into polymers for flame retardancy can decrease their mechanical strength. Coating of the filler can enhance the properties of polymer composites. A platy magnesium hydroxide, uncoated, or coated with magnesium stearate or stearic was used as filler in high density polyethylene composites. Tensile and flexural properties were measured. Experimental results were compared with various existing models. Experimental data for both tensile and flexural yield strength showed a good fit to the Pukanszky model. Interfacial interaction was also evaluated through this model. Coating modified tensile and flexural yield strength in different ways. Results were explained by the effect of platelet alignment which was measured by X-ray diffraction. Flexural modulus showed a good fit to the Halpin-Tsai equation, but tensile modulus increased less with filler volume fraction, an effect also believed to relate to filler alignment. Elongation at yield decreased with the addition of filler, more so when coatings were present. This property seemed to be controlled mainly by filler dispersion.     

Mechanical properties of wood flour/HDPE/ionomer composites

The structure and mechanical properties of wood flour composites with HDPE/ionomer blends as matrices were studied at a fixed wood loading of 60% by weight. It was found that toughness and strength properties of the composites can be improved significantly by adding ionomers of different types and contents. The enhancement in the interfacial interaction was observed through short-time creep analysis. The interfacial interaction and the structure of the matrix phase were characterized through the melting behavior using differential scanning calorimetry (DSC) and with small strain oscillatory tests on the melts using a Dynamic Mechanical Analyzer. Both the sodium and zinc ionomers were found to be immiscible with the HDPE in matrix. The immiscible characteristic was correlated with the interfacial load transfer efficiency as revealed by the creep tests.     

HDPE/CB-GP复合材料体系电性质的研究

当HDPE含量46％（质量分数，以下同）、其它添加剂（如抗氧剂、阻燃剂、交联剂和润滑剂等辅助填料）的含量11％，两种导电填料石墨（GP）和碳黑（CB）的总含量为43％时，研究结果表明石墨含量的变化对HDPE/CB-GP复合材料室温电阻率、阴C强度和后NTC强度有显著的影响．HDPE/CB-GP复合材料中GP的含量〈8．6％时，样品的室温电阻率〈30Ω·m，PTC强度〉7、后NTC强度〈1．3；电阻率．温度曲线经过17次冷热循环后重现性好，复合材料具有实际应用价值；GP在复合材料中为层片状结构。     

Preparation and properties of recycled HDPE/natural fiber composites

Composites based on recycled high density polyethylene (RHDPE) and natural fibers were made through melt blending and compression molding. The effects of the fibers (wood and bagasse) and coupling agent type/concentration on the composite properties were studied. The use of maleated polyethylene (MAPE), carboxylated polyethylene (CAPE), and titanium-derived mixture (TDM) improved the compatibility between the bagasse fiber and RHDPE, and mechanical properties of the resultant composites compared well with those of virgin HDPE composites. The modulus and impact strength of the composites had maxima with MAPE content increase. The composites had lower crystallization peak temperatures and wider crystalline temperature range than neat RHDPE, and their thermal stability was lower than RHDPE.     

双马来酰亚胺/钛酸钡复合材料介电性能的研究

以双马来酰亚胺（BMI）为树脂基体，压电陶瓷BaTiO，为功能填料，采用浇铸的方法制备了BMI/BaTiO3复合材料。考察了复合材料的介电性能，并用多种混合法则对复合材料的介电常数进行拟合分析。研究结果表明，BaTiO3含量的增加提高了材料的介电常数，同时增加了材料的介电损耗；BMUBaTiO3复合材料的介电性能具有良好的频率稳定性：使用Lichterecker混合规则的拟合结果与实验测试结果具有很好的一致性。     

离子聚合物改性木粉/HDPE复合材料流变特性

为了提高木塑复合材料（WPC）的加工流动性能,利用离子聚合物改性WPC,通过HAAKE Minilab微量混合流变仪研究了离子聚合物改性木粉/高密度聚乙烯（HDPE）的毛细管流变特征。结果表明：添加与未添加离子聚合物的木粉/HDPE均为非牛顿流体中的假塑性流体,均呈现出“剪切变稀”的效应;随着钠离子聚合物含量的增加,改性木粉/HDPE的剪切应力和表观黏度均随着剪切速率的增大呈现降低的趋势,表明钠离子聚合物的加入可以显著改善聚合物熔体的流动特性;添加4wt%的钠离子聚合物和4wt%的锌离子聚合物的木粉/HDPE剪切应力和表观黏度均要低于添加4wt%的偶联剂马来酸酐接枝聚乙烯（MAH-g-PE）的WPC的值,表明与MAH-g-PE相比,离子聚合物更能够改善WPC的流动性能,减小熔体流动时HDPE与木粉之间的摩擦阻力;SEM分析表明,添加离子聚合物后HDPE塑料对木粉有很好的包覆效果,没有明显的界面缝隙,且在WPC断面上存在大量的毛刺纤维。