硅橡胶增韧改性PHA复合材料的力学性能和结晶性能研究

用硅橡胶(SR)对聚羟基脂肪酸酯(PHA)进行增韧改性,研究了SR用量对PHA/SR复合材料拉伸性能、冲击性能和结晶性能的影响。结果表明:PHA/SR复合材料的冲击强度和断裂伸长率均有所提高,PHA材料的韧性得到了明显改善;PHA/SR复合材料的拉伸强度有所下降,但下降幅度较小,不影响其实际应用。结晶性能测试结果表明:SR在PHA基体中能够起到成核剂的作用,提高了复合材料的熔融温度和相对结晶度。     

PLA/PHA复合材料结晶性能和力学性能研究

采用熔融共混法制备了聚乳酸/聚羟基脂肪酸酯(PLA/PHA)复合材料,研究了PHA用量对PLA/PHA复合材料结晶性能和力学性能的影响。结果表明:PLA/PHA复合材料在熔融过程中出现双重熔融峰,且熔融峰随PHA用量的增加逐渐向高温方向移动;随着PHA用量的增加,PLA/PHA复合材料的结晶度逐渐下降,而其拉伸强度、断裂伸长率等均得到提高,但PHA用量过多时,复合材料的力学性能急剧下降。     

PCL增韧PHA的结晶性能和力学性能研究

采用熔融共混法制备了聚羟基脂肪酸酯/聚己内酯(PHA/PCL)复合材料,研究了PCL用量对PHA/PCL复合材料结晶性能和力学性能的影响。结果表明:随着PCL用量的增加,PHA/PCL复合材料的XRD衍射峰强度和DSC熔融峰面积逐渐减小,结晶度下降,而其断裂强度先降低后提高;PHA/PCL复合材料的断裂伸长率则随着PCL用量的增加逐渐提高,当PCL用量为40%时,其断裂伸长率达到纯PHA的2.5倍;随着PCL用量的增加,PHA/PCL复合材料的冲击强度提高,韧性增强。     

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。     

PHA/PCL复合材料等温结晶行为分析

通过熔融共混制备了聚羟基脂肪酸酯/聚己内酯(PHA/PCL)复合材料,利用差示扫描量热仪(DSC)和偏光显微镜(PLM)研究了PHA/PCL共混体系的等温结晶行为及结晶形貌。结果表明:该共混体系的PHA结晶度均高于纯样,而随着体系中PCL含量的增加,PHA结晶度先增大后减小,且在PHA与PCL的质量比为60:40时达到极大值。PCL的引入可明显提高PHA的结晶能力,但不会对PHA的熔点产生影响。对于PHA/PCL(60/40)共混体系,当等温结晶温度(T_c)为70~130℃时,PHA会出现冷结晶与多重熔融转变,其相对结晶度随着T_c的升高而先增大后减小,且在120℃时达到最大值。     

CNTs增强PP复合材料结晶性能和力学性能研究

以碳纳米管(CNTs)为增强材料,采用熔融共混法制备了CNTs增强聚丙烯(PP)复合材料。研究了CNTs用量对该PP/CNTs复合材料结晶性能和力学性能的影响。结果表明:CNTs的添加对PP基体有明显的异相成核作用,提高了PP的熔融温度和相对结晶度。随着CNTs用量的增加,PP/CNTs复合材料的断裂强度和屈服强度明显改善,但过量CNTs的添加将使复合材料的力学性能呈下降趋势;另外随着CNTs用量的增加,该复合材料的断裂伸长率和断裂功不断减小。     

埃洛石纳米管增强PHA复合材料性能研究

采用熔融共混法,利用埃洛石纳米管(HNTs)对聚羟基脂肪酸酯(PHA)进行了增强改性,并研究了HNTs的添加对PHA材料力学性能、微观形貌及热性能的影响。结果表明:添加HNTs能有效改善PHA材料的力学性能。与纯PHA相比,PHA/HNTs复合材料的强度和模量均大幅提升,其拉伸强度、弯曲强度、拉伸模量、弯曲模量均在HNTs用量为4%时达到最大值,但其断裂伸长率和弯曲应变则均有所下降。SEM观察结果显示,少量HNTs能够均匀分散在PHA基体中,而HNTs用量较多时则会形成较大的团聚体。此外,HNTs的添加显著提高了PHA材料的热变形温度和热稳定性,从而拓宽了材料的应用范围。     

PP/纳米氧化铈复合材料的结晶性能和力学性能研究

采用共混法制备了聚丙烯/纳米氧化铈(PP/nano-Ce O2)复合材料,研究了nano-Ce O2用量对PP/nanoCe O2复合材料结晶性能和力学性能的影响。结果表明:nano-Ce O2对PP具有明显的异相成核作用,提高了PP/nano-Ce O2复合材料的熔融温度和相对结晶度,其熔融温度提高了2~3℃,相对结晶度提高了4%~8%;PP/nano-Ce O2复合材料的断裂强度和屈服强度随着nano-Ce O2用量的增加先提高后降低,在nano-Ce O2用量为1份时达到最大值;复合材料的断裂伸长率和断裂功随着nano-Ce O2用量的增加逐渐下降,而其冲击强度随着nano-Ce O2用量的增加先提高后降低。     

TPU对POM低温韧性的影响

通过熔融共混法制备出聚甲醛(POM)/热塑性聚氨酯(TPU)复合材料。采用差示扫描量热仪测试(DSC)、脆化温度测试、扫描电子显微镜(SEM)、力学性能测试分析了TPU添加量与POM复合材料结晶度和低温性能的关系。结果表明:随着TPU添加量的增加,POM/TPU的常温和低温韧性增大,当TPU含量为10%时,POM/TPU复合材料脆性温度为-39℃,在-30℃下POM复合材料的缺口冲击强度提高了47%;TPU的加入降低了POM/TPU的结晶度,对POM有良好的低温增韧作用。     

PHA/MWCNTs复合材料的制备及力学性能分析

将两种多壁碳纳米管(MWCNTs),非极性MWCNTs和甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝多壁碳纳米管(MWCNTs-g-GMA),分别与聚羟基脂肪酸酯(PHA)共混制备PHA/MWCNTs复合材料,同时探究了MWCNTs对聚羟基脂肪酸酯(PHA)的改性效果。结果表明:随着MWCNTs含量的增加,两种PHA/MWCNTs复合材料的断裂功均先增大后减小,同时,PHA/非极性MWCNTs复合材料的屈服强度近似线性增长,而PHA/MWCNTs-g-GMA复合材料则近似指数增长。随着MWCNTs含量的增加,两种复合材料的结晶度也有所改善,其中MWCNTs-g-GMA的添加对PHA结晶的影响较大,当MWCNTs-g-GMA含量为0.1%时,复合材料的结晶度较纯样增大了9.16%。此外,两种MWCNTs均与PHA具有良好的相容性。     

相容剂对碳纤维增强聚丙烯复合材料性能的影响

研究了马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)和甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯(PP-g-GMA)2种相容剂对碳纤维增强聚丙烯(CF/PP)复合材料性能的影响。结果表明:随着相容剂添加量的增加,CF/PP复合材料的拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度增加,相容剂添加质量分数在6%时增加效果最为明显;2种相容剂对熔融温度及结晶度影响不大,但PP-g-MAH对CF/PP复合材料综合性能的提升优于PP-g-GMA。     

EVA对PTC复合材料CF/LDPE性能的影响

利用转矩流变仪熔融法制备CF/EVA/LDPE(碳纤维/乙烯-醋酸乙烯共聚物/低密度聚乙烯)复合材料,研究了不同品种、不同用量的EVA对正温度系数(PTC)复合材料的加工流变性能、结晶度和PTC强度的影响。结果表明:EVA的加入能够提高材料的PTC强度和加工流变性能,降低了结晶度;当15%的EVA14时,CF/EVA14/LDPE复合材料的PTC强度达到最大值8.38,比CF/LDPE复合材料的PTC强度提高了120%。     

HDPE/SFCM复合材料的性能研究

以高密度聚乙烯(HDPE)为基体,剑麻纤维素微晶(SFCM)为改性剂,采用熔融法制备HDPE/SFCM复合材料,研究了SFCM的用量对HDPE/SFCM复合材料的力学性能、热性能、熔体流动性、熔融结晶行为和断面形貌的影响。结果表明,SFCM的加入可明显提高HDPE/SFCM复合材料的拉伸模量、弯曲强度及弯曲模量,但对材料的拉伸强度影响不明显,且降低了材料的冲击韧性。同时,SFCM的加入可小幅提高复合材料的维卡软化点,降低材料的熔体流动速率,对材料的熔融温度及结晶温度影响不大,但可提高HDPE的结晶度。当加入12份的SFCM时,HDPE/SFCM复合材料的拉伸模量、弯曲强度及弯曲模量比HDPE的分别提高了138.1%,21.1%,33.3%,其结晶度比基体HDPE提高了20.5%。     

PHA/PVP复合材料的制备与性能研究

采用熔融共混的方法制备了聚羟基脂肪酸酯/聚乙烯吡咯烷酮(PHA/PVP)复合材料,研究了PVP用量对PHA/PVP复合材料性能的影响。结果表明:随着PVP用量的增加,PHA/PVP复合材料的断裂功和结晶度均先提高后降低,在PVP用量为4%时达到最大值;总的来说,PVP与PHA具有较好的相容性,复合材料的力学性能和结晶性能在一定PHA/PVP比例下能够得到改善。     

再生PVDF/蒙脱土纳米复合材料制备与性能

通过新型非对称双螺杆挤出机制备再生聚偏氟乙烯(PVDF)/蒙脱土(MMT)纳米复合材料,采用傅里叶变换红外光谱仪、差示扫描量热仪、热重分析仪、扫描电子显微镜(SEM)、转矩流变仪和万能电子试验机等对材料进行表征测试,研究MMT含量对复合材料结构和性能的影响。结果表明,MMT对复合材料的结晶行为有一定的影响,添加MMT后复合材料的熔融温度、结晶温度和结晶度都有提高,添加1% MMT复合材料的熔融温度和结晶温度分别比未加MMT的再生PVDF提高1℃和0.94℃;再生PVDF/MMT复合材料的降解温度随着MMT含量增加而降低,失重50%的温度反而随MMT含量增加而升高;SEM发现,MMT以100～200 nm的片状分散在PVDF基体中,随着MMT含量增加,出现MMT团聚、脱落现象;在实验范围内,随着MMT含量的增加,复合材料的拉伸强度和缺口冲击强度随之提高,添加5% MMT复合材料的拉伸强度比未添加MMT的提高33.5%,缺口冲击强度提高29.7%;转矩流变实验发现,适量的MMT增加了复合材料加工时的剪切作用,降低了熔体塑化平衡扭矩。     

剑麻纤维素微晶增强聚丙烯复合材料的性能研究

以硅烷偶联剂(KH550)改性后的剑麻纤维素微晶(SFCM)为增强材料改性聚丙烯(PP),以聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)为二者的相容剂,采用熔融共混法制备PP/SFCM复合材料,研究了SFCM对PP/SFCM复合材料的力学性能、耐热性、流动性及熔融结晶行为的影响。力学性能测试表明,SFCM的加入可有效改善PP的强度和刚性,当SFCM的质量份数为9份时,复合材料的力学性能最佳,其拉伸强度和拉伸模量分别提高了15.3%和22.6%,弯曲强度和弯曲模量分别提高了24.6%和35.4%,缺口冲击强度提高了14.9%。热性能及流动性能测试表明,SFCM可提高PP/SFCM复合材料的维卡软化温度,而降低材料的熔体流动速率。DSC研究表明,SFCM可提高复合材料的熔融温度、结晶温度及结晶度。     

偶联剂对PBS/碳酸钙晶须复合材料力学性能与热稳定性的影响

用γ氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）对碳酸钙晶须(CCW)表面处理后,与聚丁二酸丁二醇酯(PBS)混合,采用双螺杆挤出机熔融混合挤出造粒,制得PBS/CCW复合材料。结果表明,在1 %~5 %（质量分数,下同）的低添加量时,PBS/CCW复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别增加了1 %~3.9 %、10 %~16 %和1 %~4.5 %;CCW添加量大于5 %时复合材料的拉伸强度与CCW添加量大于10 %时的冲击强度则分别随CCW添加量的增加而降低,而弯曲强度随CCW添加量的增加而逐渐提升; KH550表面处理CCW可以改善PBS/CCW复合材料的界面黏结性;CCW具有成核剂的作用, 使PBS的结晶温度提高了0.2 ℃,结晶度增加了0.2 %。     

聚丙烯接枝马来酸酐增容聚氨酯/聚丙烯复合体系

采用热塑性聚氨酯(TPU)对聚丙烯(PP)进行增韧改性,选取TPU/PP质量分数比10/90的配方添加聚丙烯接枝马来酸酐(MAH-g-PP)进行增容改性。通过拉伸测试、冲击测试表征力学性能,差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射(WAXD)表征结晶性能,动态流变测试表征TPU和PP的相容性。结果显示,TPU对PP有明显的增韧作用,TPU质量分数25%时,冲击强度达到6 610.9 J/m²,较纯PP提高了1.66倍,MAH-g-PP增容后,TPU/PP复合材料的冲击强度继续提高,MAH-g-PP质量分数0.6%时,冲击强度达到7 693.1 J/m²。TPU和PP共混促进了PP β晶型的形成,使结晶度下降,结晶温度升高,MAH-g-PP增容使TPU/PP复合材料结晶度和结晶温度都提高,2.4%MAH-g-PP增容TPU/PP(10/90)的复合材料结晶温度、结晶度和半结晶时间分别达到123.7℃、38.9%及0.31 min,同时,体系中的β晶型消失。     

赤泥填充改性聚丙烯的研究

采用湿法表面处理得到经硬脂酸、铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂改性后的赤泥(RM),再用RM对聚丙烯(PP)进行共混改性,研究了表面处理剂种类及RM填充量对PP/RM复合材料的力学性能、结晶与熔融行为及热稳定性的影响。结果表明,当经钛酸酯偶联剂处理的RM填充量为20份时,PP/RM复合材料的综合性能最好,其拉伸强度与缺口冲击强度较纯PP分别提高了15.8%与42.1%。RM具有异相成核作用,提高了PP的结晶温度、熔点与结晶度,并促进β晶型的形成。RM的添加还提高了PP的热稳定性。     

PLA/Lyocell纤维复合材料结构与性能研究

以聚乳酸(PLA)为基体,新型纤维素纤维Lyocell纤维为增强材料,通过熔融共混及注塑成型制备了PLA/Lyocell纤维可生物降解复合材料,并采用扫描电镜(SEM)、力学性能测试、差示扫描量热法(DSC)和维卡软化温度测试等手段,探讨了Lyocell纤维含量对复合材料结构和性能的影响。结果表明:随着Lyocell纤维含量的增加,PLA/Lyocell纤维复合材料的结晶度、弯曲模量和维卡软化温度均随之提高,而拉伸强度和冲击强度则呈现先上升后下降的趋势。其中当Lyocell纤维含量达到6%时,其在复合材料中的分布较为均匀,所对应复合材料的力学性能相对较好,其拉伸强度、缺口冲击强度和弯曲模量比纯PLA分别提高了15.3%、12.3%和13.0%。