母料制备纳米CaCO3/PP复合材料的结晶性能

本文用溶液法制备的不同单体改性PP包覆纳米CaCO3母料制备纳米CaCO3/PP复合材料,用DSC和POM研究了复合材料中PP的结晶与熔融行为及结晶形态.研究结果表明改性复合材料中PP的结晶温度与单体类型和用量有关.单体的极性增加,异相成核作用越强.除马来酸酐外,反应单体改性对PP熔融温度影响不大,但峰形不同.丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、马来酸酐和苯乙烯改性更有利于形成β晶,β晶熔融峰的强度与单体类型有关;但丙烯酸改性无β晶形成.改性复合材料的球晶明显变小.     

间规聚苯乙烯/高抗冲聚苯乙烯共混物的结晶行为

用双螺杆挤出机制备了间规聚苯乙烯/高抗冲聚苯乙烯(sPS/HIPS)共混物,用差示扫描量热仪和X射线衍射仪研究了HIPS对sPS熔体结晶和冷结晶行为、晶型的影响。结果表明,熔融温度为290℃时,少量HIPS提高sPS熔体结晶温度,但HIPS含量增加降低sPS熔体结晶温度。熔融温度高于300℃时,sPS熔体结晶温度随HIPS含量的增加而降低。熔融温度从290℃提高到300℃,sPS结晶温度降低,结晶热明显增加。sPS冷结晶峰温随HIPS含量增加和扫描速率加快而提高,HIPS对sPS的结晶主要起阻碍作用。退火处理使得sPS和sPS/HIPS生成α和β晶,且随着HIPS含量的增加,α晶含量增大。     

间规聚苯乙烯/高抗冲聚苯乙烯(sPS/HIPS)共混物非等温结晶的晶型与熔融行为

本文采用熔融挤出共混法制备了间规聚苯乙烯/高抗冲聚苯乙烯（sPS/HIPS）共混物,并用差示扫描量热仪和X射线衍射仪研究了sPS及其共混物在不同的熔融温度和降温速率下的非等温结晶的晶型与熔融行为.研究结果表明,熔融温度的提高使sPS及其共混物的结晶温度降低,并有利于β晶的形成.sPS的晶型取决于sPS降温结晶的温度.HIPS的加入使sPS降温结晶的温度提高时,有利于形成α晶;反之有利于形成β晶.降温速率提高有利于形成α晶.     

大分子相容剂改性纳米CaCO3 / PP复合材料的非等温结晶行为

熔融混炼制备了4 种大分子相容剂改性的纳米CaCO₃ / PP 复合材料, 用DSC 和WXRD 研究了复合材料中PP 的结晶与熔融行为。结果表明, 纳米CaCO₃对PP 结晶存在异相成核作用, 并诱导PP 形成β晶。相容剂丙烯酸接枝聚丙烯( PP-g-AA) 和马来酸酐接枝聚丙烯( PP-g-MA) 也存在异相成核作用, 提高PP 结晶温度。PP-g-AA、PP-g-MA 和马来酸酐接枝乙烯2辛烯共聚物(POE-g-MA) 与纳米CaCO₃存在异相成核协同作用, 进一步提高PP 的结晶和熔融温度, PP-g-MA 和POE-g-MA 还促使纳米CaCO₃诱导PP 生成β晶。但马来酸酐接枝乙烯2醋酸乙烯酯共聚物( EVA-g-MA) 则阻碍纳米CaCO₃对PP 的异相成核作用。实验结果表明纳米CaCO₃ / PP 复合材料中PP 结晶的异相成核作用与纳米CaCO₃ / PP 界面的相互作用有关, 而纳米CaCO₃ / PP 界面的相互作用与相容剂的结构有关。      

炭纤维表面官能团异氰酸酯化及阴离子接枝尼龙6研究--(Ⅲ)接枝对CF/PA6复合材料中PA6多重熔融行为的影响

利用差示扫描量热仪(DSC)研究了炭纤维(CF)表面异氰酸酯化改性后阴离子接枝尼龙6(PA6)对CF／PA6复合材料中PA6的多重熔融行为的影响。结果表明：CF的加入和其表面的接枝改性都会改变PA6等温结晶所得晶体的晶型和结晶度，且此作用与等温结晶的温度有关。较低的结晶温度下，未接枝CF表面的诱导作用有利于基体PA6形成稳定的α晶型；而表面接枝改性CF与PA6界面相互作用的提高会阻碍基体形成稳定的α晶型，主要形成γ和γ^o晶型。较高温度下，未改性CF表面的诱导作用减弱，基体与纯PA6一样主要形成γ晶型；而接枝改性CF则使得基体倾向形成亚稳定的γ^o型结晶。且未接枝CF的加入使得PA6的表观相对结晶度增大。而CF接枝改性后复合材料的表观相对结晶度减小。     

马来酸酐混合单体改性PP/PS共混物的结晶与动态力学性能

用熔融法制备了马来酸酐（MAH）及其与苯乙烯（St）混合单体改性PP／PS共混物,以及MAH、St改性聚丙烯（原住形成PP／PS共混物）。用DSC、DMA和FT—IR研究了改性共混物的结晶与熔融行为、动态力学性能和接枝产物。结果表明,MAH加入对PP／PS共混物中PP的结晶温度影响不大,但其与St混合单体对共混物中PP的结晶温度影响明显,原位生成PP／PS的结晶温度也有较大提高。改性对共混物中PP的熔融温度影响不大,但熔融峰形变化明显。改性PP／PS共混物具有高的E′和E″强度。     

多重受热历史对PLA/MWCNTs复合材料结晶和熔融行为的影响

为改善聚乳酸(PLA)的结晶性能,分别以PLA和表面包覆纳米SiO_2并接枝硅烷偶联剂的多壁碳纳米管(MWCNTs)为基体和改性剂,经溶液共混法制备PLA/MWCNTs复合材料.分别利用POM和DSC研究复合材料等温结晶、非等温结晶和冷结晶的球晶形态、结晶和熔融行为.研究结果表明:PLA/MWCNTs复合材料结晶和熔融行为强烈依赖于受热历史和改性MWCNTs含量;PLA/MWCNTs复合材料冷结晶时结晶度最高,球晶尺寸最小且熔点最低;1℃/min降温结晶时球晶尺寸最大,且熔点最高;降温速率越快,复合材料的起始结晶温度、结晶焓和结晶度越低.改性MWCNTs可作为PLA的异相成核剂,改善复合材料的结晶、熔融行为和球晶尺寸,其最佳用量为0.3%.     

Kevlar纤维改性尼龙6复合材料的等温结晶动力学及熔融行为

通过改性使Kevlar纤维(KF)成为己内酰胺阴离子开环聚合的活性中心,采用阴离子接枝法在其表面接枝上PA6低聚物,并与基体PA6混合,用挤出和注塑方式制备尼龙6/改性Kevlar纤维(PA6/KF1)复合材料.XPS,ESEM和FTIR分析表明Kevlar纤维表面接枝上了PA6低聚物.DSC测试表明,Kevlar纤维对PA6结晶起异相成核作用,提高了PA6 的结晶速率;由于表面接枝PA6的KF1与基体良好结合,阻碍了PA6分子链的迁移运动,导致其对PA6结晶成核作用不如未改性纤维(KF0);在较低温度下(188～192℃)等温结晶后的PA6呈现Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ三重峰的熔融行为;而在较高温度(194℃),纯PA6的熔融行为则呈现熔融双峰;KF的加入同时使PA6的熔融行为发生显著变化.     

马来酸酐、苯乙烯双单体固相接枝聚丙烯及其应用

用马来酸酐（MAH），苯乙烯（St)双单体固相接枝聚丙烯（PP）制备相容剂PSM，并研究了PSM在PP/Talc/TPU体系中的应用。     

增容剂和稀土β成核剂对聚丙烯/硫酸钙晶须复合材料的影响

研究了增容剂聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)和稀土β成核剂对聚丙烯/硫酸钙晶须复合材料的结晶行为、熔融行为和力学性能的影响。实验结果表明,硫酸钙晶须具有一定的诱导β-晶型的异相成核作用,使聚丙烯结晶温度提高和结晶速率增加。PP-g-MAH提高了结晶温度和晶须的成核能力,降低了β-晶型的含量,不利于β-晶型的生成,并改善了树脂与晶须的界面性能,提高了拉伸强度和冲击性能。稀土β成核剂具有很强的诱导形成β-晶型的异相成核效应,有效地提高了复合材料的冲击性能。     

PP/Talc复合材料的非等温结晶动力学

用差示扫描量热法(DSC)研究聚丙烯(PP)及PP／Talc复合材料的非等温结晶过程,加入滑石粉后,PP／Talc的结晶速率、结晶度得到明显提高。结合Avrami和Ozawa方程得出一个适合于非等温的结晶动力学方程,并由此获得PP／Talc复合材料的非等温结晶动力学参数,计算表明Talc能促进PP材料的结晶。     

滑石粉对微孔发泡木粉/聚丙烯复合材料结晶行为及泡孔结构的影响

以滑石粉为成核剂,超临界CO_2为发泡剂,采用间歇釜式方法制备微孔发泡木粉/聚丙烯复合材料。采用DSC、XRD和SEM对微孔发泡木粉/聚丙烯复合材料的结晶行为与泡孔结构进行了测定与分析。结果表明:滑石粉的添加能够提高微孔发泡木粉/聚丙烯复合材料的结晶温度,诱导产生不完善的α晶型;能够提高聚合物基体的熔体黏度,减小泡孔尺寸,增加泡孔密度,促使泡孔尺寸分布更均匀,最终能够形成泡孔密度为1.0×10~9个/cm~3、平均泡孔半径为16.4μm、发泡倍率为18倍、表观密度约为0.055g/cm~3的微孔发泡木粉/聚丙烯复合材料。     

改性碳纤维增强尼龙6复合材料的制备及性能

通过硝酸酸化处理及尼龙溶液浸渍上浆处理对碳纤维(CF)进行表面改性,制备高强度、高模量,同时具有低熔指和优异加工性能的CF增强尼龙6(PA6)复合材料。采用扫描电镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)和熔融指数仪等方法,对复合材料的微观结构、力学性能和结晶行为进行测试和表征。结果表明,经过PA6溶液浸渍上浆处理后的CF表面形成了一层PA6薄膜覆盖层,大大增强了CF与PA6基体的结合力,改善了CF的分散性,提升了复合材料整体的强度与模量,改性CF加入量为8%(质量分数)时复合材料拉伸强度提升80.8%,弹性模量提升513.9%。进一步对复合材料结晶行为的分析表明,改性CF的加入能够促进PA6由γ晶型向更稳定的α晶型转变,提高其结晶温度及结晶速率,使复合材料的结晶更加均匀、完善,从而提高体系黏度,降低复合材料熔融指数,显著提升了复合材料的加工性能。     

细菌纤维素/聚乳酸互穿网络复合材料的结晶与熔融

为了研究细菌纤维素(BC)网络结构对聚乳酸(PLA)结晶与熔融过程的影响,以PLA为基体,BC为增强体,通过PLA-三氯甲烷溶液与BC-无水乙醇分散液的共混扩散制备了具有互穿网络结构的BC/PLA生物复合材料。采用SEM、偏光显微镜(POM)、DSC和莫志深(MO)模型研究了复合材料的微观形态、球晶形貌、非等温结晶动力学和熔融行为。结果表明:采用溶液共混扩散法可得到以BC为骨架、PLA缠绕其表面的互穿网络结构的复合材料。随降温速率增加,BC/PLA复合材料的结晶温度、熔融温度和相对结晶度均下降。BC可作为异相成核剂,适量添加可同时提高BC/PLA复合材料的结晶速率和相对结晶度,细化球晶尺寸。MO模型可较好地描述BC/PLA复合材料的非等温结晶动力学行为。     

滑石粉/聚丙烯复合材料结晶度与相间形态对其力学性能的影响

用偶联剂改性的滑石粉（Talc）与聚丙烯（PP）共混制备Talc／PP复合材料,测试了复合材料的力学性能。用广角X射线衍射仪对聚丙烯的结晶状况进行了表征,计算了复合材料中聚丙烯的结晶度;用扫描电镜观察了样条的断口形貌,讨论了滑石粉填充量对材料结晶性能与相态结构的影响．以及PP相结晶度和体系的微相结构对复合材料的拉伸、弯曲及冲击性能的影响。实验结果表明,滑石粉的加入对复合材料的结晶行为、相态结构和力学性能有影响。在15％的滑石粉填充量时,聚丙烯相的结晶度达到最大值,材料的拉伸强度、弯曲强度也基本上达到最大值,而冲击强度却降到最低。扫描电镜照片显示,PP基体的结晶形态与复合材料的相态结构随滑石粉含量的改变而变化。     

Application of different macrokinetic models to the isothermal crystallization of PP/talc blends

The crystallization kinetics of neat polypropylene (PP) and of PP composites containing 2, 5, 10 and 30 wt% of talc was studied. Various kinetic equations, namely the Avrami, Velisaris–Seferis, Dietz, Khanna, Malkin models, have been applied to describe the kinetics of crystallization from the melt state under isothermal conditions. The results suggested that experimental data of the Avrami’s exponent, “n”, is approximately 2, meaning that the crystallization of PP alone and of its composites with talc is a two-dimensional growth process. Experimental data of PP alone can be best described by the Avrami, Velisaris–Seferis, Dietz and Malkin models; whereas the models that in the case of composites better correlate their behavior are those of Velisaris–Seferis, followed by Avrami’s.     

Structure, thermal properties and mechanical properties of sPS-based nanocomposites with and without styrenic elastomer inclusions

Syndiotactic polystyrene (sPS)-based nanocomposites with and without toughener inclusions were successfully prepared. One organo-montmorillonite (20A) and two styrenic elastomers (SBS and SEBS) served as the reinforcing filler and as tougheners, respectively. XRD and TEM results confirmed the achievement of intercalated and partially exfoliated sPS/20A nanocomposites. The presence of SBS or SEBS slightly depressed the dispersibility of 20A. DSC results indicated that 20A inhibited the crystallization of sPS. The presence of SBS or SEBS further retarded the crystallization of sPS; this effect was more apparent with SEBS. The presences of 20A and SBS/SEBS facilitated the formation of α-form sPS crystals. The thermal stability enhancement of sPS/20A nanocomposites was confirmed, and was further improved with the inclusion of SBS or SEBS. The stiffness of sPS increased with the sole addition of 20A. The addition of SBS or SEBS greatly increased the impact strength of the composites, especially with the addition of SEBS. The achievement of toughened sPS-based nanocomposites was confirmed.     

聚甲醛复合材料的结晶性

为了解聚甲醛复合材料的结晶特性,用转矩流变仪共混-模压成型方法制备了Ekono l/POM复合材料、Ekono l/G/M oS2/POM复合材料。通过X射线衍射(XRD)、差示扫描量热分析(DSC)考察了POM的结晶情况,并测定了材料的熔点、结晶温度。结果表明,Ekono l对POM多数晶面的生长有不利影响;随着Ekono l含量的增加,复合材料的结晶温度小幅升高,相对结晶度增大,然而过量Ekono l对POM结晶不利;G和M oS2对POM的结晶具有良好的促进作用。     

废旧轮胎粉/POE-g-MAH复合改性 PA6的制备与性能研究

以PA6为基体、废旧轮胎粉与POE-g-MAH为复合增韧剂,采用双螺杆挤出机,制备了废旧轮胎粉/POE-g-MAH/PA6复合材料,研究了复合增韧剂含量对复合材料力学性能、熔融与结晶行为、晶体结构、热性能以及微观形貌等的影响.结果表明,复合材料的冲击强度和断裂伸长率随复合增韧剂含量的增加而显著提高,而拉伸强度和弯曲强度则正好相反;DSC、XRD和TGA结果表明,复合增韧剂的加入,提高了PA6基体的结晶速率,却降低了其结晶度、晶体结构的完整性和耐热性能.