PP/石墨/CaCO3导热复合材料制备及性能

采用熔融共混法制备聚丙烯(PP)/石墨/CaCO3导热复合材料,分别研究了CaCO3增韧母料、石墨的添加量对复合材料导热性能及力学性能的影响。结果表明:500A的CaCO3增韧母料对改善复合材料的综合性能最为有效;将石墨和500A共混复合时,可以同时提高复合材料的刚性和韧性;随着500A及石墨用量的增加,复合材料的热导率及热稳定性相应提高,熔融温度略微下降;复合材料中PP的结晶度随500A用量的增加而下降,随石墨用量的增加而增加;PP/石墨/500A(质量比45/30/25)复合材料的热导率为纯PP的3倍,缺口冲击强度与纯PP相近,拉伸强度有所下降,弯曲强度和弯曲模量增加了28%。     

聚丙烯/轻质CaCO_3复合材料的力学性能研究

采用熔融共混的方法制备了PP/CaCO3复合材料,并研究了轻质CaCO3的表面处理、含量及粒径对材料的拉伸强度和缺口冲击强度两大主要力学性能的影响,着重对实验结果作了科学的理论分析。实验结果表明,钛酸酯类偶联剂能很好地改善CaCO3粒子与PP基体的界面相容性,从而使复合材料的力学性能提高;经表面处理后的超细轻质CaCO3(纳米级)所填充复合材料的拉伸强度和缺口冲击强度明显优于普通轻质CaCO3(微米级);而且处理后的纳米级CaCO3在填充量为10%时对PP的增强增韧效果最佳。     

CaCO3粒子对PVC／CPE／CaCO3复合材料力学性能的影响

采用SEM及材料力学性能试验方法，研究了表面处理剂品种、CaCO3颗粒直径对PVC／CPE／CaCO3复合材料力学性能的影响。结果表明：采用平均粒径为1．36μm并经烷氧焦磷酰氧基钛酸异丙酯(NDZ)和端噁唑啉聚醚(ON337)复合偶联剂处理的CaCO3改性PVC／CPE(100／10)复合材料，可使复合材料的缺口冲击强度明显提高，并在CaCO3含量为10份时达到极大值；此条件下被改性材料的Charpy缺口冲击强度提高75％以上，达到46．3kJ／m^2，而其拉伸强度和弯曲强度变化不明显。当CaCO3颗粒尺寸较大时，即使采用NDZ ON337复合偶联助剂处理，此种CaCO3颗粒对PVC／CPE复合材料也不具备明显增韧作用。     

CaCO3粒子对PVC／CPE／CaCO3复合材料力学性能影响

本文采用采用SEM及材料力学性能试验方法，研究了表面处理剂品种、CaCO3颗粒直径对PVC／CPE／Ca-CO3复合材料力学性能的影响。结果表明：采用平均粒径为1．36(m并经烷氧焦磷酰氧基钛酸异丙酯(NDZ)和端刲唑啉聚醚(ON337)复合偶联剂处理的CaCO3改性PVC／CPE(100／10)复合材料，可使复合材料的缺口冲击强度明显提高，并在CaCO3含量为10份时达到极大值；此条件下被改性材料的Charpy缺口冲击强度提高75％以上，达到46．3kJ/m^2，而其拉伸强度和弯曲强度变化不明显。当CaCO3颗粒尺寸较大时，此时即使采用NDZ ON337复合偶联助剂处理，此种CaCO3颗粒对PVC／CPE复合材料也不具备明显增韧作用。     

ABS/石墨/NBR导热复合材料性能的研究

采用熔融共混法制备丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)/石墨/丁腈橡胶(NBR)导热复合材料,通过热常数分析仪、同步热分析仪、扫描电子显微镜、力学性能测试等手段研究了NBR、ABS高胶粉及石墨(G)的添加量对ABS复合材料导热性能及力学性能的影响。结果表明,ABS高胶粉和NBR均能明显提高ABS的热导率和缺口冲击强度,但是丁腈胶粉的改性效果优于高胶粉。以NBR作为ABS复合材料的增韧剂,随着石墨含量的增大,增韧效果下降,ABS复合材料的热导率提高到纯ABS的5倍,热分解温度提高40℃左右,热膨胀系数下降。当ABS/G/NBR复合材料的质量比为60/15/25时,其热导率为纯ABS的2倍,缺口冲击强度达21.8 kJ/m2,明显高于纯ABS(2.6kJ/m2)。     

挤出工艺对纳米碳酸钙母料性能影响

采用纳米碳酸钙(nano-CaCO_3),分别以一字排列三螺杆挤出工艺与双转子连续混炼挤出工艺制备nano-CaCO_3母料,然后添加到高密度聚乙烯(PE-HD)中制备PE-HD/nano-CaCO_3复合材料。分析了不同挤出工艺对PE-HD/nano-CaCO_3复合材料断面形貌和力学性能的影响。结果表明,一字排列三螺杆挤出工艺更好地改善了nano-CaCO_3在PE-HD中的分散性,提高了PE-HD/nano-CaCO_3复合材料的韧性,使其缺口冲击强度提高63.8%,对断裂伸长率影响较小,降低了16.4%;双转子连续混炼挤出工艺更好地改善了PE-HD/nano-CaCO_3复合材料的弯曲性能,使其弯曲强度提高6.0%,弯曲弹性模量提高48.4%,对拉伸强度影响较小,降低了5.3%。     

CaCO3粒子及其增韧母料对聚丙烯材料力学性能的影响

采用扫描电镜、红外光谱和材料力学性能试验等方法研究了表面处理剂品种、CaCO3粒径及含量对均聚PP／CaCO3、共聚PP／CaCO3和PP／弹性体／CaCO3共混材料力学性能的影响。结果表明，采用平均粒径在1．0μm左右并经端噁唑啉聚醚、烷氧焦磷酸酯型钛酸酯等复合处理的CaCO3或其增韧母料增韧PP，可使均聚PP、共聚PP的缺口冲击强度提高至2．5～3倍，弯曲模量提高至1．2～1．4倍，可以在较少的弹性体用量条件下较大幅度地提高PP/弹性体共混材料的缺口冲击强度，并同时保持较高的弯曲模量和熔体流动性。红外光谱和扫描电镜分析表明，端噁唑啉聚醚等复合偶联助剂在CaCO3表面的作用及其弹性包覆层的形成是加强界面相的粘结、缓冲基体成型收缩应力、减少界面处微裂缝形成和提高材料缺口冲击强度的关键。     

纳米CaCO3对PET／M-POE体系力学性能的影响

采用马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚弹性体(M-POE)和纳米CaCO3协同增韧聚对苯二甲酸乙二酯(PET)。结合复合材料的室温缺口冲击断面扫描电镜照片、淬断刻蚀照片和宏观力学性能,分析了复合体系发生脆-韧转变对应的微观形貌特征。结果表明,直接将M-POE、纳米CaCO3与PET熔融共混并不能起到协同增韧效果,随着纳米CaCO3含量的增加,三元复合体系的缺口冲击强度逐渐降低。纳米CaCO3经过不同表面处理后,在复合体系中的微观分布不同,从而导致体系力学性能变化。不同的加工工艺可以制得纳米CaCO3分布不同的复合材料。研究发现,纳米CaCO3分布于PET基体中会引起复合材料冲击强度的下降。而纳米CaCO3分布于弹性体中,即形成所谓的“沙袋结构”,不仅可以明显提高复合材料的冲击强度,还可降低橡胶用量。     

聚丙烯/碳酸钙复合材料的性能研究

采用反应增容共混法制备聚丙烯(PP)增韧母粒,研究了母料含量、母料中引发剂及马来酸酐(MAH)含量对PP/CaCO3复合体系的力学性能、流变性能及形态结构的影响.结果表明利用反应增容增韧的方法对PP能起到明显的增韧效果.当母料质量含量为10%时,复合体系的冲击强度较纯PP增加了98%.同时保持了体系其它性能的适当水平.     

纳米CaCO3填充ABS/PP合金复合物研究

通过熔融共混使纳米CaCO3粒子周围包覆上一层TPE橡胶,制备出纳米CaCO3母料,用其与PP、ABS共混复合制备出ABS/PP合金纳米填料复合物.该复合材料力学性能及熔体流动性能测试结果表明,纳米CaCO3含量在试验用量范围内,ABS纳米CaCO3复合物的拉伸强度随填料含量的增加而增加,当母料含量为17%,母料中纳米CaCO3填料含量为60%左右时有较佳的冲击性能;ABS/PP纳米CaCO3复合物在PP含量9%～10%时有最好的拉伸强度和冲击强度;纳米CaCO3填料含量对复合物的拉伸强度影响不大,随其用量增加对冲击强度有明显的提高;熔体流动性能在PP含量10%左右时达最大,但随填料含量增加而下降.     

高热导率聚丙烯/石墨复合材料的制备与性能

为了提高聚丙烯(PP)的导热性能,扩大其使用范围,采用价格低廉的商用石墨对PP进行改性,利用转矩流变仪制备了PP/石墨导热复合材料。研究了粒径为2μm和20μm的石墨及其复配对复合材料热导率及力学性能的影响。结果表明,复合材料的热导率随着石墨用量的增加而显著增大,20μm石墨填充的复合材料热导率高于2μm石墨填充的复合材料;由于石墨的各向异性,层内热导率远高于层间热导率;将两种粒径的石墨复配,固定石墨总质量分数为40%,当2μm石墨与20μm石墨质量比为1︰5时,复合材料层间和层内热导率达到最大,分别为1.125 W/(m·K)和2.897 W/(m·K),比相同用量下单一2μm石墨填充PP分别提高了121%和61%,比单一20μm石墨填充PP分别提高了3.6%和20%。随石墨用量增加,单一粒径石墨填充的复合材料拉伸强度和弯曲强度呈现先减小后增大的趋势,随复配填料中20μm石墨用量增加,复配填料填充复合材料的力学性能呈下降趋势,但弯曲强度变化不大,拉伸强度也在10 MPa以上。     

聚丙烯/鳞片石墨导热复合材料的制备及性能

以聚丙烯(PP)为基体,鳞片石墨(FG)为填料,通过添加偶联剂、开炼机混炼、模压成型的方法,制备了具有较高热导率和优良力学性能的PP/FG导热复合材料。考察了硅烷偶联剂的品种及用量、FG的粒径及含量对复合材料热导率和力学性能的影响。结果显示,使用偶联剂处理的FG对复合材料的力学性能具有一定的增强作用,但是材料的热导率降低;当KH 550添加量为FG含量的1%时,材料的力学性能最好;随着FG粒径的增大,材料的热导率明显提高,力学性能相应下降,粒径为17μm的FG与148μm的FG制备的复合材料相比,热导率提高了52.3%,拉伸强度和弯曲强度分别由34.4 MPa和51.5 MPa下降到25.1 MPa和43.0 MPa;随着FG含量的增加,材料的热导率增大,当17μm的FG含量为70%时,材料的热导率是纯PP的22.1倍,拉伸弹性模量和弯曲弹性模量也随之增大,断裂拉伸应变和断裂弯曲应变减小,拉伸强度和弯曲强度先减小后增大,并且在FG含量为20%时降到最低。     

高刚性高韧性PE-HD/E-TMB共混物的性能

用自制增韧母料(E-TMB)与高密度聚乙烯(PE-HD)热机械共混制得PE-HD/E-TMB共混物,研究了E-TMB中基体树脂和丁苯弹性体质量比(H/E)对共混物力学性能、熔体流动速率(MFR)和热稳定性能的影响.结果表明,当PE-HD/E-TMB共混物中丁苯弹性体的质量分数为6.3%时,E-TMB使PE-HD在保持优...     

石墨和碳纤维改性聚酰亚胺复合材料的导热性能

以石墨、碳纤维(CF)、聚酰亚胺(PI)三元复合材料为研究对象,考察了CF体积含量对PI三元复合材料导热性能的影响,并采用了拟二元体系模型探讨了石墨和CF填充PI复合材料的协同效应。结果表明,CF的加入可以提高复合材料的力学性能：拉伸强度呈现先升高后降低的趋势,当CF含量为11.8 %（体积分数,下同）时,拉伸强度可达66.37 MPa;弯曲强度随着CF体积含量的增而增加,当CF含量为24.6 %时,弯曲强度可达103.3 MPa。复合材料热导率呈非线性增长,表明石墨和CF间存在协同效应;当CF含量为34.1 %时,环境扫描电子显微镜分析表明,CF与石墨能很好地搭接,增大了传热面积,复合材料热导率可达0.512 W/(m·K),约是其计算值的2倍。     

PE-HD/BF/PE-g-MAH复合材料的力学性能和热性能

采用10 %（质量分数,下同）的NaOH碱溶液处理竹纤维（BF）,用双螺杆挤出和注射成型的方法制备了高密度聚乙烯（PE-HD)/BF和PE-HD/BF/马来酸酐接枝聚乙烯（PE-g-MAH）复合材料,用扫描电子显微镜和热失重分析仪观察和表征了材料的形貌和热稳定性, 测试了力学性能、流动性能和热变形温度。结果表明,碱处理可提高BF的热稳定性;碱处理的BF使PE-HD的刚性、弯曲强度和热变形温度提高,但导致拉伸强度、冲击韧性、熔体流动性和热稳定性下降;添加PE g MAH能改善BF与PE-HD基体之间的界面结合,添加5 % PE-g-MAH可同时提高PE-HD/30 % BF复合材料的拉伸、弯曲和冲击性能以及热稳定性和热变形温度,而且复合材料具有较好的流动性,可满足注射成型的要求。     

聚对苯二甲酰癸二胺导热复合材料性能的研究

通过双螺杆挤出机制备出石墨/聚对苯二甲酰癸二胺(PA10T)和石墨烯/PA10T导热复合材料,研究了石墨和石墨烯对复合材料力学性能和导热性能的影响。研究发现:导热复合材料的拉伸强度和悬臂梁缺口冲击强度随着导热填料含量的增加呈现先增大后减小的变化,而弯曲模量和导热系数随导热填料含量的增加而增加。与石墨相比,添加更少量的石墨烯即可以显著提高复合材料的力学性能和导热性能。     

天然鳞片石墨/环氧树脂复合材料的制备及导热性能研究

以天然鳞片石墨为导热填料,E44型环氧树脂为基体,采用超声分散法制备天然鳞片石墨/环氧树脂复合导热材料.系统考察了天然鳞片石墨用量、石墨粒度和炭黑添加量等因素对复合材料导热性能的影响.结果表明:随着天然鳞片石墨用量增加,复合材料的导热系数增大,抗压强度先增加后减小;复合材料的导热系数随天然石墨粒径的增大而增大,抗压强度先减小后增加;在石墨/环氧树脂复合导热材料中添加不同用量的炭黑时,随着炭黑添加量的增加,复合材料的抗压强度增大,导热系数先增大后减小.制备天然鳞片石墨/环氧树脂复合导热材料的最佳配方为天然鳞片石墨用量45％,粒径≤270 μm,炭黑用量2％.     

油茶果壳对PE-HD力学性能的影响

以废弃油茶果壳和高密度聚乙烯(PE-HD)为原料,采用挤出成型工艺制备了PE-HD/油茶果壳复合材料。采用热重法测试了油茶果壳的热稳定性,研究了油茶果壳平均粒径、添加量及相容剂马来酸酐接枝聚乙烯(MAPE)添加量对复合材料力学性能的影响。结果表明,油茶果壳初始热解温度为211℃,热解残炭率达31.35%。随着油茶果壳平均粒径减小、油茶果壳和MAPE添加量增加,复合材料的拉伸、弯曲和缺口冲击强度均呈现先增大后减小的趋势。当油茶果壳平均粒径为380μm,添加量为40份,MAPE添加量为3份时,复合材料的力学性能最佳。     

PA6/CF/EG导电复合材料的制备与性能

采用熔融共混法制备了不同碳纤维/热膨胀石墨(CF/EG)比例的尼龙6/碳纤维/热膨胀石墨(PA6/CF/EG)导电复合材料并研究其性能。结果表明,CF的加入能显著提高复合材料的力学性能;而随着EG含量的提高,复合材料的导电性能和导热性能显著提高,但力学性能在一定程度上得到降低。当CF质量分数为20%时,复合材料具有最优的力学性能,当EG质量分数为20%时,复合材料体积电导率可显著提高至0.262 S/m,热导率可达1.3379W/(m·K)。     

Thermally Conductive General-Purpose Polystyrene (GPPS)/Graphite Composite with a Segregated Structure: Effect of Size of Resin and Graphite Flakes

General-purpose polystyrene (GPPS)/graphite flake composites with a segregated structure were fabricated by newly developed binder mixing method, aiming at highly thermally conductive polymer composites. The coefficient of thermal conductivity of the GPPS/graphite composites can be easily improved to be 3.5?W?m^?1?k^?1 at a graphite flakes loading of 24.7?vol%, showing an improvement of more than 2,000% compared with pure GPPS. The thermal conductivity of the composites increased with the increasing particle size of graphite flakes, while the mechanical properties of composites are decreased with the increasing particle size of GPPS resin particles.