无机填料对木粉/高密度聚乙烯复合材料性能的影响

目的考察无机填料的种类、粒径以及添加量对PF/HDPE复合材料力学性能和热稳定性的影响。方法以杨木纤维(PF)、高密度聚乙烯(HDPE)、BaSO4、CaCO3、云母粉为原料,采用熔融共混和注塑成型的方法制备PF/HDPE复合材料,进行力学、热重、扫描电镜测试分析。结果3种无机填料均改善了PF/HDPE复合材料力学及热稳定性能,填充CaCO3获得的复合材料性能优于填充BaSO4、云母粉获得的复合材料,并且随着填料颗粒粒径的减少,改善效果增强。填料的添加量需要保持在一定范围内,添加量过低或过高均会造成性能下降。结论添加CaCO3(质量分数为9%,3000目)制备的PF/HDPE复合材料具有最佳的力学及热稳定性。     

纳米CaCO3复合微粒增韧增强PC/ABS合金

经甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯双单体聚合包覆的纳米碳酸钙形成了核壳结构增韧复合微粒。在双螺杆挤出机中采用二次挤出法制备出PC/ABS/纳米碳酸钙复合材料。研究纳米碳酸钙复合微粒对PC/ABS合金力学性能的影响表明:添加适量纳米CaCO3复合微粒,PC/ABS合金的缺口冲击强度和拉伸强度都得到提高。纳米CaCO3复合微粒具有无机纳米颗粒和弹性体双重协同增韧的作用,其表面的聚合物分子链与基体树脂起到嵌段增容作用。     

表面处理剂对滑石粉改性聚乳酸的影响

通过改变聚乳酸(PLA)基体中滑石粉(talc)的添加量,探索滑石粉的最佳含量。在最佳含量的基础上分别用钛酸酯、硅烷偶联剂KH550和十八胺对滑石粉进行改性,研究不同表面处理剂对滑石粉/聚乳酸复合材料性能的影响。通过力学性能、差热分析(DTA)、动态再结晶和扫描电镜(SEM)等一系列测试手段对复合材料性能进行表征分析。结果表明:滑石粉含量在1%(质量分数)时,复合材料的拉伸强度达到最大值,为62.5MPa;滑石粉经硅烷偶联剂KH550改性后,复合材料的拉伸强度可进一步提高至72.1MPa。表面处理后,滑石粉/聚乳酸复合材料的结晶速率相比较处理前进一步得到提高。     

纳米CaCO3改性HDPE复合材料的性能研究

利用熔融共混法制备HDPE/纳米CaCO3复合材料,研究了纳米CaCO3含量对HDPE基体性能的影响。实验结果表明:加入纳米CaCO3后,HDPE基体的力学性能得到提高。其中,随着纳米CaCO3含量增加,复合材料拉伸强度提高,冲击强度、断裂伸长率有所下降。当加入含量为4%时复合材料具有较好的综合力学性能。此后随着纳米Ca-CO3含量的继续增加复合材料性能降低。同时加入纳米CaCO3后,复合材料的结晶起始温度提高,结晶峰变窄,熔融热晗增大,结晶度提高。     

CaCO3/PP复合材料的制备及力学性能研究

采用钛酸酯偶联剂对CaCO3粒子进行表面处理,通过双辊熔融共混和硫化压机压片技术制备了CaCO3/PP复合材料;测试了其拉伸强度、冲击强度和硬度,探讨了偶联剂用量和CaCO3添加量对复合材料力学性能的影响.研究表明,添加CaCO3粒子能有效提高PP材料的力学性能,且经偶联剂表面处理后的CaCO3粒子对改善PP的力学性能效果更佳,当采用2%钛酸酯偶联剂表面处理后的CaCO3粒子添加量为4%时,CaCO3/PP复合材料综合力学性能最好.     

聚丙烯/甘氨酸改性碳酸钙复合材料的研究

采用含有-NH2和-COO-双功能团的甘氨酸作为改性荆制备出甘氨酸复合球文石碳酸钙(CaCO3),并利用XRD及FTIR对其结构进行了表征.熔融共混制备了聚丙烯/甘氨酸改性碳酸钙(PP/CaCO3-Gly)和PP/CaCO3两种复合材料,并对其拉伸性能及流动性能进行了研究.结果表明,PP/CaCO3-Gly复合材料在流动性能、拉伸强度、弯曲强度等性能方面均高于PP/CaCO3复合材料.     

滑石粉填充二醋酸纤维素复合材料的性能研究

采用熔融共混方法制备了二醋酸纤维素(CA)/三醋酸甘油酯(GT)/滑石粉(Talc)(CA/GT/Talc)复合材料。研究了滑石粉的粒径、表面处理工艺和添加量对复合材料力学性能、耐热性能、转矩流变性能及微观结构的影响。结果表明,滑石粉的加入有效改善了复合材料的力学性能。并且滑石粉的粒径越小越有利于复合体系的力学性能的提高。5000目滑石粉经过表面处理后对复合体系的力学性能效果更好。复合材料的拉伸强度、断裂伸长率及冲击强度随着滑石粉用量的增加呈先上升后下降的趋势,在5000目改性滑石粉用量为2%(wt,质量分数)条件下,制得的CA/GT/Talc复合材料与未添加滑石粉的CA/GT体系相比,拉伸强度从62.00MPa提高至81.63MPa,断裂伸长率从13.8%增加至52.0%,缺口冲击强度为17.05kJ/m~2,增加约4倍。     

微悬浮法CaCO3表面接枝PMMA及其在PVC中的应用

在水介质中,超声作用下用油酸对纳米碳酸钙进行表面修饰,再以微悬浮原位聚合法用PMM A进行接枝包覆,成功制备了PMM A/C aCO3复合粒子。借助透射电镜(TEM)、红外光谱(FT-IR)、热失重(TG)等分析手段对复合粒子的形态结构进行了表征。实验结果表明,油酸可通过羧酸盐的形式吸附于碳酸钙粒子表面,一定量PMM A通过油酸分子的不饱和双键接枝于碳酸钙粒子表面。将所得PMM A/C aCO3复合粒子与PVC共混制得PVC/PMM A/C aCO3复合材料。复合材料的TEM照片表明,C aCO3粒子非常均匀地分散在PVC基体中,两相界面模糊。随着PMM A/C aCO3纳米复合粒子用量的增加,复合材料的强度和韧性同时提高。当复合粒子用量高于12%时,复合材料的冲击强度可提高3倍,而拉伸强度下降很少。     

滑石粉等填充改性高密度聚乙烯的性能研究

利用无机组合粒子的协同效应对HDPE进行增强增韧改性,以滑石粉、碳酸钙2种典型的具有不同形状特征的无机粉体和HDPE树脂为对象体系进行共复合研究。结果表明,共复合体系可以同时发挥2种具有不同形状的无机粉体的优势,具有较高的拉伸强度和较好的冲击韧性。     

基于数字图像相关技术的木纤维/高密度聚乙烯复合材料界面力学行为

以木纤维/高密度聚乙烯(WF/HDPE)复合材料界面应变为研究对象,采用数字图像相关技术(DIC)探究WF(质量分数为10wt%~40wt%)及改性聚磷酸铵(mAPP)阻燃剂(质量分数为10wt%~25wt%)对WF/HDPE复合材料应变分布及传递的演变规律,并结合力学性能测试和SEM对其拉伸性能、冲击性能、界面结合进行分析。结果表明:随着WF添加量从10wt%增至30wt%,WF/HDPE复合材料应变传递较为平稳,由受力两端向复合材料轴中心均匀传递,当WF添加量为30wt%时,高应变在复合材料上约1/2区域得到了有效传递,此时,复合材料的拉伸强度和冲击强度分别达21.5 MPa和10.22 kJ/m2。但当WF添加量增加至40wt%时,WF/HDPE复合材料的拉伸承载端部出现应力集中,阻碍了其内部应变的均匀传递。mAPP阻燃剂加剧了WF与HDPE界面间的脱粘行为,削弱了WF与HDPE之间的机械啮合作用力。当mAPP阻燃剂添加量从10wt%增加至25wt%时,WF/HDPE复合材料开始出现多个分散的高应变区域,全场应变传递出现不规则分布。当mAPP阻燃剂添加量达25wt%时,WF/HDPE复合材料应变分布呈两极化趋势,导致复合材料的拉伸强度和冲击强度分别降低为15.5 MPa和5.49 kJ/m2。      

基于响应曲面法的木塑复合材料强度分析及挤出工艺优化

以杨木纤维(WF)为增强材料,以高密度聚乙烯(HDPE)为基体,马来酸酐接枝聚乙烯(MAPE)为偶联剂,采用熔融挤出法制备了 WF/HDPE复合材料.选取WF含量、偶联剂添加量、挤出温度为自变量,试件的抗冲击强度、弯曲强度、拉伸强度为响应值,采用Box-BehnkenDesign方法设计实验并利用响应曲面法建立WF/H...     

Dimensional stability and mechanical behaviour of wood–plastic composites based on recycled and virgin high-density polyethylene (HDPE)

This paper investigated the stability, mechanical properties, and the microstructure of wood–plastic composites, which were made using either recycled or virgin high-density polyethylene (HDPE) with wood flour (Pinus radiata) as filler. The post-consumer HDPE was collected from plastics recycling plant and sawdust was obtained from a local sawmill. Composite panels were made from recycled HDPE through hot-press moulding exhibited excellent dimensional stability as compared to that made from virgin HDPE. The tensile and flexural properties of the composites based on recycled HDPE were equivalent to those based on virgin HDPE. Adding maleated polypropylene (MAPP) by 3–5 wt% in the composite formulation significantly improved both the stability and mechanical properties. Microstructure analysis of the fractured surfaces of MAPP modified composites confirmed improved interfacial bonding. Dimensional stability and strength properties of the composites can be improved by increasing the polymer content or by addition of coupling agent. This project has shown that the composites treated with coupling agents will be desirable as building materials due to their improved stability and strength properties.     

Influence of a fine talc on the properties of composites with high density polyethylene and polyethylene/polystyrene blends

Fine talc filled high density polyethylene (HDPE) and HDPE/polystyrene (PS) blends were extruded, injection moulded and characterized. Some of the mechanical properties of the talc filled HDPE and talc filled 75/25 HDPE/PS blend were deduced from stress–strain measurements. A comparison between the effect of the talc on the properties of the filled HDPE and filled 75/25 HDPE/PS blend showed that the mineral filler had the same effect on both systems provided that its array in the organic matrix is almost the same in both cases. In fact, the rheological results proved that the dispersion of talc in the HDPE matrix was not really affected by the presence of PS. The study particularly focused on the effect of talc on the ultimate tensile strength of the filled HDPE and that of the filled blend. It has been noted that the brittle nature of PS neutralizes, to a certain extent, the degrading effect of talc on this property. Furthermore, both PS and talc have a complementary effect on the stiffness and the resilience of HDPE/PS/talc blend composites.     

偶联改性纳米HAP/HDPE挤出复合生物材料的力学性能和微观结构

通过化学共沉淀-水热合成法制备纳米级羟基磷灰石(HAP),再用自制模具制备出偶联剂改性纳米HAP/高密度聚乙烯(HDPE)挤出复合材料.通过SEM观察以及力学性能测试,研究了偶联剂改性纳米HAP/HDPE复合材料的微观结构和力学性能.结果表明: 添加硅烷偶联剂后,HAP/HDPE复合材料的力学性能获得提高,偶联剂含量为2%(质量分数)时拉伸强度最高.而当HAP含量为20%(质量分数)时,复合材料的拉伸强度和抗弯强度最高.添加了偶联剂,HAP微粒表面与HDPE有较好的亲和性,断裂过程中应力诱发的塑性变形增加,裸露的HAP颗粒明显减少.通过口模挤出可以使得聚乙烯分子链在应力作用下伸直取向,大量平行于长轴且紧密排列的微纤维形成.     

魔芋葡甘聚糖协同碳酸钙增强聚丙烯复合材料的制备

目的 拟在利用天然可降解高分子替代部分聚丙烯(PP)制备一种新型复合材料。方法 采用聚丙烯作为复合材料的基质,向基质中加入魔芋葡甘聚糖(KGM)、碳酸钙(CaCO3),并按照一定比例通过桌面挤出机混溶挤出制粒,再将半成品颗粒利用注塑机注塑成型制备成PP/KGM/CaCO3复合材料,同时探究KGM、CaCO3对PP/KGM/CaCO3复合材料的冲击性能和拉伸性能的影响。结果通过单因素实验可知,当KGM体积分数为10%、CaCO3体积分数为5%时,PP/KGM/CaCO3复合材料的力学性能最优。结论 该复合材料相互融合程度较好,抗冲击和伸强度较高,安全系数较好,可应用于食品包装和生活用品行业领域。本研究可为KGM的资源化利用提供一定的参考依据。     

羧化聚乙烯蜡改善HDPE/CaCO_3填充体系流变性能的研究EI

采用以马来酸酐接枝改性的聚乙烯齐聚物作为HDPE/CaCO_3填充体系的流动改性剂,通过对试样的显微分析、红外分析、流变性能测试以及机械性能测定,表明该接枝改性的聚乙烯齐聚物促进了CaCO_3在HDPE中的均匀分散,显著改善了HDPE/CaCO_3填充体系的熔体流动性,同时也提高了该复合材料的机械性能,     

短切碳纤维表面处理对木粉/高密度聚乙烯复合材料性能的影响

木粉（WF）填充增强高密度聚乙烯（HDPE）复合材料具有良好的环境效益,少量引入短切碳纤维（SCF）可进一步提高其力学性能。为改善SCF与WF/HDPE复合材料中塑料基体的界面结合,提高SCF在WF/HDPE复合材料中的增强作用,采用气相、液相及气液双效氧化3种表面处理方式处理SCF,通过挤出工艺制备短切碳纤维增强木粉/高密度聚乙烯复合材料（SCF-WF/HDPE）,探讨了不同处理方法对SCF-WF/HDPE复合材料性能的影响。SEM观察显示,表面处理增大了SCF的表面粗糙度,可提高其与基体的界面结合;动态力学性能分析证实碳纤维提高了存储模量。测试结果表明：表面处理过的短切碳纤维可使SCF-WF/HDPE复合材料的力学性能、热力学性能和蠕变性能均得到显著提高,其中气相表面处理的效果最好。对比WF/HDPE复合材料,SCF-WF/HDPE的拉伸强度提高了34.5%,弯曲强度提高了23%,冲击强度提高了54.7%。     

剪切场下少量碳纳米管对HDPE结晶结构和性能的影响

通过动态保压注塑成型装置研究剪切场下少量多壁碳纳米管(MWCNTs)对高密度聚乙烯(HDPE)的结晶结构和性能的影响。拉伸测试结果表明,普通注塑成型下MWCNTs含量为1.8%的HDPE/MWCNTs与纯HDPE相比,拉伸强度从28MPa增加到30MPa,冲击强度由22 kJ/m2提高至29 kJ/m2;而剪切场下成型的HDPE和HDPE/MWCNTs样品,其拉伸强度分别达到49MPa和63MPa,同时冲击强度分别为54kJ/m2和69kJ/m2。微观扫描分析显示,普通成型下的HDPE和HDPE/MWCNTs制品内部均呈现出无序的结晶结构,而剪切场下成型的制品内部结晶排列规整,均有串晶状的结晶结构产生。尤其在HDPE/MWCNTs制品中,发现了片晶附生于MWCNTs表面而形成杂化的串晶结构。以上的结果表明,在剪切场下MWCNTs可以明显影响HDPE的结晶和力学性能。