改性云母对PLA/TPU共混物结晶和热性能的影响

以聚乳酸(PLA)为基体,热塑性聚氨酯(TPU)为增韧相,改性云母(Mica)为增强相,利用挤出熔融混合法制备了一系列PLA/TPU/Mica复合材料。采用扫描电子显微镜、广角X射线衍射仪、差示扫描量热仪和维卡软化仪测试了复合材料的形态、结晶性能和热性能。结果表明:添加2.5%的Mica后,PLA/TPU共混物的结晶度下降了2.77%,热变形温度提高了6.7℃;同时,改性后的Mica具有良好的分散形态,当2.5%的Mica经硅烷偶联剂改性后,其共混物结晶度仅下降了1.06%,热变形温度提高了8.5℃;与钛酸酯偶联剂改性的Mica相比,硅烷偶联剂改性的Mica能够更好地改善共混物的耐热性。     

低介电烯丙基聚砜改性双马来酰亚胺树脂复合材料的性能研究

将羧基氟化聚砜(PSF-COOH)作为表面处理剂,通过物理包覆结合热处理实现了对玻璃纤维(GF)的表面修饰。然后,以羧基氟化聚砜修饰的玻璃纤维(m-GF)为增强相,双马来酰亚胺(BMI)树脂为基体,制备了一系列不同比例的烯丙基氟化聚砜(PSF-DBA)增韧改性的双马来酰亚胺复合材料(m-GF/BMI/PSF-DBA)。利用傅立叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、动态热机械分析(DMA)、热重分析(TGA)、万能试验机和数字电桥LCR测试仪对其结构和性能进行了详细分析。结果表明,经PSF-COOH处理的玻璃纤维与双马来酰亚胺基体有良好的界面相容性。所有样品的初始分解温度均大于440℃,具有良好的热稳定性。随着PSF-DBA含量的增加,复合材料层压板的弯曲强度和弯曲模量逐渐增加,在PSF-DBA含量为5%时,复合材料的韧性最佳。氟化聚砜的加入可以降低复合材料的介电常数,在1 kHz时,复合材料的介电常数最低,为3.2。     

质子化改性黏土填充PLA复合材料的结构与性能

采用质子化处理改性黏土(ODA-OC)填充聚乳酸(PLA)制备PLA/ODA-OC复合材料,并与常规季铵盐改性黏土(STAB-OC)进行对照,研究了黏土含量对复合材料力学性能的影响,并表征了材料的微观形态、热性能和结晶性能。结果表明,PLA/ODA-OC综合性能优于PLA/STAB-OC,随着ODA-OC含量的增加,材料力学性能先升高后下降,含量为2%时性能最佳。通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜分析(SEM)发现,改性后黏土晶层间距增大,在基体中分散性提高。加入少量黏土对PLA耐热性影响不大,但可以促进其结晶。     

贝壳粉对PLA复合材料力学性能和热稳定性的影响

以贝壳粉(SP)和硬脂酸表面改性的贝壳粉(SSP)为填料、聚乳酸(PLA)为基体,采用熔融共混法制备了PLA/SP和PLA/SSP复合材料。运用扫描电镜(SEM)、热重分析(TGA)和差示扫描量热分析(DSC)研究了SP、SSP对PLA力学性能、界面形貌、热稳定性和结晶性能的影响。结果表明:在实验条件下,随着填料用量的增加,PLA/SP和PLA/SSP复合材料的拉伸强度和弯曲强度下降,冲击强度则先升高后降低,分别在填料用量为10%和30%时达到最大值,较纯PLA分别提高了7.4%和114.81%。SP和SSP均可起到成核剂的作用,提高了PLA的结晶性能(其中SSP对PLA结晶性能的提高作用更为明显),但二者的添加会降低PLA的热稳定性。     

油酸表面修饰对竹粉/聚己内酯复合材料力学性能的影响

以油酸(OA)作为表面活性剂,包覆在碱处理过的竹粉(BF)表面。再将聚己内酯(PCL)与油酸包覆的竹粉(OA-BF)熔融共混,通过热压成型制得了竹粉填充聚己内酯复合材料(OA-BF/PCL)。使用傅里叶红外光谱(FTIR)、热失重分析仪(TG)、扫描电子显微镜(SEM)、万能力学试验机、示差扫描量热仪(DSC)等分析仪器对OA-BF/PCL复合材料进行表征,研究OA-BF/PCL复合材料的微观结构、力学性能和非等温结晶行为。结果表明,OA的修饰提高了BF的热稳定性;OA-BF与PCL基体之间相容性好,界面结合紧密;OA-BF/PCL复合材料的拉伸强度和冲击强度在OA-BF质量分数为5%时分别提升了15%、16%,而拉伸模量与填充量成正比,提升了58%。且适量的OA-BF能够促进PCL结晶,相比纯PCL的结晶度提升了1.3倍。     

成核剂和乙烯马来酸酐共聚物混杂改性玻璃纤维增强聚酰胺复合材料

利用静电吸附方法制备了成核剂(P22)和乙烯马来酸酐共聚物(EMA)混杂改性的玻璃纤维(GF)增强体,并通过挤出成型制备了聚酰胺66(PA66)/改性GF增强体复合材料。采用扫描电子显微镜观察复合材料断面和刻蚀后断面。结果表明,P22吸附在GF表面可以诱导PA66在GF表面结晶,而EMA分子中的酸酐基团则可以与PA66分子链末端的氨基发生反应,使PA66附着在GF表面,改善了GF与基体的界面结合;良好的界面结合使PA66/GF-P22 、PA66/GF-EMA、PA66/GF-EMA-P22复合材料的层间剪切强度和动态储能模量(室温25 ℃)分别提高了18.3 %、25.4 %、32.4 %和15.4 %、24.1 %、35.9 %。     

基于氧化石墨的聚乳酸复合材料的制备与性能研究

采用溶液共混-絮凝-熔融压片的方法制备聚乳酸(PLA)/氧化石墨(GO)复合材料并对其形貌和性能进行研究。扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)结果表明:纯的聚乳酸断面光滑、平整;PLA/GO复合材料断面粗糙,GO层被PLA基体包覆,分散性较好,没有聚集现象;差示扫描量热仪(DSC)和热失重分析(TGA)分析表明:GO能较大提高PLA的热稳定性,与纯的PLA相比,在加入1%(质量分数)GO时,降解温度增加20℃,降解最快温度增加10℃;力学性能测试显示:当GO质量分数小于1%时,PLA/GO复合材料可以在保持断裂伸长率的同时增加拉伸强度。     

玻纤、扩链剂对rPET力学性能的影响

采用均苯四甲酸二酐(PMDA)和玻璃纤维(GF)对回收聚对苯二甲酸乙二醇酯(rPET)进行扩链增强改性,考察了PMDA和GF用量对rPET力学性能和结晶行为的影响。结果表明:添加适量扩链剂PMDA不仅对rPET有扩链增黏和促进结晶的作用,而且还增强了GF与基体树脂之间的界面黏结;复合材料冲击断面的SEM照片显示,扩链剂用量影响到GF在基体材料中的均匀分布,当PMDA和GF质量分数分别为0.5%、30%时,rPET/GF复合材料的各项力学性能达到最好,能够满足作为工程塑料的使用要求。     

超细滑石粉/聚乳酸复合材料的制备与表征

以偶联剂γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)处理后的超细滑石粉为增强相,聚乳酸(PLA)为基体,制备了超细滑石粉/PLA复合材料。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、电子扫描显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、光学解偏振法、温度-形变曲线及热失重(TG)对复合材料进行了表征。结果表明,KH-560成功地包覆在滑石粉表面,滑石粉表面与PLA基体发生了化学键合,处理后的滑石粉粒子与PLA基体之间形成了良好的界面。适量的滑石粉能够提高PLA基体的结晶速率和结晶度,当滑石粉添加量增大到一定程度,PLA基体的晶格参数和晶体结构会发生变化。当滑石粉分散良好时,复合材料的玻璃化转变温度(Tg)和热稳定性显著提高。     

热氧老化对长玻璃纤维增强聚酰胺6复合材料的影响

研究了160℃条件下不同热氧老化时间对未添加抗氧剂和添加抗氧剂的长玻璃纤维(LGF)增强聚酰胺(PA)6(PA 6/LGF)复合材料力学性能、热稳定性、结晶度及表面形貌的影响,并采用热重分析,差示扫描量热法分析和扫描电子显微镜观察对PA 6/LGF复合材料进行了表征。结果表明:PA 6基体分子链的断裂、降解以及LGF与PA 6基体的脱黏导致了PA 6/LGF复合材料宏观力学性能、熔融温度、结晶温度、结晶度以及热稳定性的下降。添加抗氧剂的PA 6/LGF复合材料拉伸强度保持率为83.9%,而未添加抗氧剂的复合材料则为76.8%。添加抗氧剂能使PA 6/LGF复合材料具有相对优异的力学性能保持率。     

玻璃纤维对聚乳酸力学性能的影响

采用熔融复合和模压成型工艺,分别制备玻璃纤维(GF)增强聚乳酸(PLA)复合材料及其经KH550表面改性的复合材料。通过扫描电镜观察和力学性能测试,系统研究玻璃纤维和KH550的用量对玻璃纤维改性聚乳酸复合材料的微观形貌、冲击、弯曲和拉伸强度的影响。结果表明含KH550的复合材料中玻璃纤维表面被聚乳酸基质包覆。当聚乳酸与玻璃纤维质量比为7∶3时,复合材料的冲击、弯曲和拉伸强度达到最大,分别为17.33 kJ/m2、96.23 kPa和75.24 kPa。与纯PLA的相比,分别增加8.31%、20.2%和25.4%。当复合体系中添加一定量(1.2%)KH550,体系的这些性能有所改善,分别达到18.52 kJ/m2、110.34 kPa和77.59 kPa。     

硫酸钙晶须填充PBS的力学性能与热稳定性

硅烷偶联剂(KH550)对硫酸钙晶须(CSW)进行表面处理,运用熔融混炼挤出法制备了CSW/PBS复合材料。动态接触角、EDS和SEM研究结果显示:KH550表面处理改善了CSW填料与PBS基体之间的界面相容性。经KH550处理的CSW填料在PBS树脂中含30%时比未经处理复合材料的拉伸强度、弯曲强度分别提高22.1%和21.7%。差示扫描量热(DSC)和热重分析(TGA)结果表明:5%~20%CSW的添加量可使PBS的结晶温度增加约1~3℃,CSW/PBS复合材料的热分解温度得到提高,偶联剂对CSW表面改性使CSW/PBS复合材料的热稳定性增强。     

纳米SiO_2包覆微晶纤维素对PLA/PBS复合材料性能的影响

以纳米二氧化硅(nano-SiO_2)表面包覆的微晶纤维素(MCC)为填料,采用熔融共混的方法制备了聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯(PLA/PBS)复合材料。运用扫描电子显微镜、热重分析仪、差示扫描量热仪、动态热力学分析仪等方法研究了nano-SiO_2对PLA/PBS/MCC复合材料的力学性能、热稳定性以及结晶行为的影响。结果表明,nano-SiO_2包覆在MCC表面后与PLA/PBS熔融共混提高了nano-SiO_2在聚合物材料中的分散性,改善了MCC与树脂基体的相容性;添加5%(质量分数,下同)MCC的PLA/PBS/MCC复合材料,与同样添加量的PLA/PBS/nano-SiO_2-MCC复合材料相比,其储能模量、冲击强度以及结晶度分别提高了13.04%、11.70%、71.92%。     

MOF-199改性聚乳酸复合材料的制备及热力学性能

以聚乳酸(PLA)为基材,配位聚合物MOF-199为改性剂,采用溶液流延的方式制备了不同MOF-199含量的改性PLA复合材料,通过扫描电子显微镜(SEM)、衰减全反射傅立叶变换红外光谱(ATR-IR)研究了复合材料的形貌和结构,通过热重(TG)、差示扫描量热(DSC)等方式研究了复合材料的热力学性能。结果表明,与纯PLA相比,MOF-199的加入可显著提高PLA复合材料的起始热分解温度,拓宽了PLA复合材料的热加工温度范围,复合材料的玻璃化转变温度、熔融温度和结晶度随MOF-199含量的增加呈现先升高后降低的变化趋势,而冷结晶温度逐渐降低,当MOF-199的含量为3%时,复合材料的综合性能最佳,起始热分解温度提高了约36. 9℃,结晶度提高了约139%。     

玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能研究

本文以环氧树脂为基体,经改性过的短切玻璃纤维为增强材料,制备了玻璃纤维增强环氧树脂(GF/EP)复合材料。探究了玻璃纤维与环氧树脂配比、固化条件对GF/EP复合材料力学性能的影响。结果表明:当玻纤用量为20%、固化温度为120℃、固化时间为3.0 h时制备的GF/EP复合材料拉伸强度约为38.52 MPa、冲击强度约为6.46k J/m2;GF/EP复合材料经60℃、5%的食盐水浸泡48 h后力学性能下降,SEM显示纤维与树脂的粘结界面经腐蚀后被破坏。     

纳米SiO2包覆微晶纤维素对PBS/PLA复合材料性能的影响

以纳米二氧化硅(nano-SiO2)表面包覆的微晶纤维素(MCC)为填料,采用熔融共混的方法制备了聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯（PLA/PBS）复合材料。运用扫描电子显微镜、热重分析仪、差示扫描量热仪、动态热力学分析仪等方法研究了nano-SiO2对PLA/PBS/MCC复合材料的力学性能、热稳定性以及结晶行为的影响。结果表明,nano-SiO2包覆在MCC表面后与PLA/PBS熔融共混提高了nano-SiO2在聚合物材料中的分散性,改善了MCC与树脂基体的相容性;添加5 %（质量分数,下同）MCC的PLA/PBS/MCC复合材料,与同样添加量的PLA/PBS/nano-SiO2-MCC复合材料相比,其储能模量、冲击强度以及结晶度分别提高了13.04 %、11.70 %、71.92 %。     

聚乳酸/改性长石复合材料的制备及性能研究

以硅烷偶联剂KH570为改性剂对长石粉体进行了湿法表面改性,通过熔融共混法制备了聚乳酸(PLA)/改性长石复合材料,并对其性能及微观结构进行了测试和表征。界面接触角测试表明,改性后长石粒子的界面接触角明显增大,表面具有亲油性,这与FTIR分析结果相吻合。力学性能测试表明,与PLA基体相比,当改性长石用量为0.5%时,PLA/改性长石复合材料的拉伸断裂强度提高了17.82%,冲击强度提高了23.25%。TGA分析结果显示,PLA/改性长石复合材料的热分解温度比PLA基体提高了12.33℃,表明改性长石的加入提高了复合材料的热稳定性。XRD分析结果表明,改性长石的加入起到了部分异相成核剂的作用,从而使结晶成核速度加快。DSC分析结果表明,改性长石可以消除PLA复合材料的冷结晶,有助于提高PLA复合材料的结晶度,这与XRD分析相吻合。另外降解实验表明,改性长石的加入加快了PLA复合材料的降解。     

增容剂对短切GF增强PP复合材料性能的影响

通过熔融共混法制备了短玻璃纤维(GF)增强聚丙烯(PP)复合材料,加入不同种类和含量的马来酸酐接枝物以改善PP和GF的相容性,制备出既增强又增韧的GF增强PP复合材料。利用熔体流动速率(MFR)仪、差示扫描量热(DSC)仪、热变形温度(HDT)仪、扫描电子显微镜(SEM)和万能试验机对所制备的材料进行分析测试。结果表明,加入马来酸酐接枝聚烯烃弹性体(POE-g-MAH)和马来酸酐接枝PP(PP-g-MAH)均能增大复合材料的MFR,改善加工流动性;相比PP/GF复合材料,加入1份POE-g-MAH的复合材料的HDT提高了5℃,加入1份PP-gMAH的复合材料的HDT提高了14℃;而加入2份POE-g-MAH的复合材料的HDT远远高于加入2份PP-g-MAH的复合材料。加入短GF能够提高PP的结晶度,加入少量(1份或2份)PP-g-MAH和POE-g-MAH均能提高复合材料的结晶温度和起始结晶温度,具有异相成核的作用。通过SEM观察发现,加入两种接枝物均能增加GF表面附着的聚合物,提高GF与PP的粘附力;加入2份POE-g-MAH和PP-g-MAH的复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲弹性模量最佳,相比PP/GF复合材料,分别提升25.1%和25.9%,38.0%和40.3%,13.9%和19.2%;常温(23℃)和低温(-20℃)简支梁缺口冲击强度分别提升76.6%和55.0%,42.2%和30.6%。两种接枝物均能提高GF增强PP复合材料的力学性能,且加入2份POE-g-MAH的复合材料不仅表现出与加入2份PP-g-MAH的复合材料相近的拉伸和弯曲性能,而且具有更优异的冲击性能。     

热氧老化对PA10T/GF复合材料性能及使用寿命的影响

用玻璃纤维(GF)对聚对苯二甲酰葵二胺(PA10T)进行改性得到PA10T/GF复合材料,通过控制熔融共混过程中GF的长度制备短GF增强PA10T(PA10T/SGF)复合材料和长GF增强PA10T(PA10T/LGF)复合材料。采用人工加速老化实验,研究热氧老化对PA10T/GF复合材料力学性能的影响,通过扫描电子显微镜(SEM)对PA10T/GF复合材料的冲击断面以及表面形貌进行分析,并预测了PA10T/GF复合材料的使用寿命。结果表明,PA10T/LGF复合材料的拉伸、弯曲强度以及缺口冲击强度较PA10T/SGF复合材料的高;在240℃下热氧老化50 d后,与PA10T/LGF复合材料相比,PA10T/SGF复合材料具有更好的耐老化性能;SEM分析表明,PA10T/GF复合材料的热氧老化机理主要是由于PA10T树脂的降解所引起的PA10T与GF界面作用的削弱;而通过寿命预测发现当使用温度为150℃时,PA10T/LGF和PA10T/SGF复合材料的使用寿命分别为101 d和86 d,在温度低于172℃时,PA10T/LGF复合材料比PA10T/SGF复合材料具有更长的使用寿命。     

废胶粉、滑石粉改性PA66/GF复合材料的制备与性能

采用硅烷偶联剂KH560表面改性废胶粉(WRP)、环氧树脂E44改性滑石粉(Talc),以尼龙(PA)66/玻璃纤维(GF)复合材料为基体,制备了WRP,Talc及两者协同改性的PA66/GF复合材料,研究了WRP,Talc及两者协同作用对复合材料力学性能、结晶性能和热稳定性能的影响。结果表明,当3份WRP经过1份KH560处理后,其与PA66/GF基体间的界面粘结性明显得到改善,其改性的复合材料弯曲强度和冲击强度最高,分别比PA66/GF基体提高了11.09%和2.05%。当1份Talc经过3份E44处理后,其在基体中具有良好的分散性,改性的复合材料弯曲强度和冲击强度达到最大,分别比基体材料提高了13.89%和8.42%。WRP与Talc均能促进复合材料的结晶,但两者协同作用对复合材料结晶性能没有明显的影响。采用1份KH560处理的3份WRP协同3份E44处理的1份Talc对复合材料进行改性,可使弯曲强度和冲击强度相比基体分别提高16.97%和6.25%,且使复合材料具有良好的热稳定性能,达到了低成本WRP和Talc改性制备高性能橡塑复合材料的目的。