脆性高聚物的银纹化增韧设计

银纹化是脆性高聚物的一种典型的非线性变形方式。银纹在其引发、生长和断裂过程中消耗大量能量 ,对高聚物的增韧设计十分重要。考虑银纹细观结构特征的银纹生长和断裂规律是研究银纹增韧机制的核心内容。根据国内外近期的若干研究进展 ,基于对承载高聚物中的银纹断裂及其与裂纹扩展的相互作用等问题的分析 ,从理论上探讨将材料断裂韧性与其微观控制参数 (如分子量 ,缠结密度等 )联系起来 ,寻求对脆性高聚物进行微观增韧设计的途径和方法     

脆性陶瓷材料的增韧方法及其应用现状

从陶瓷断裂的基本理论入手,对比了相变增韧、微裂纹增韧、纤维增韧和纳米颗粒增韧等技术应用到陶瓷领域的增韧机理及其实施方法,举例阐述了这些增韧方法的应用,并对其发展前景进行了展望。     

不同应变率下的高聚物银纹化分子动力学模拟

基于粗粒珠簧模型,采用分子动力学模拟了玻璃态高聚物在不同应变率下微空洞的产生、扩展及断裂演化过程,表明银纹产生的微空洞会引起周围的应力集中,微空洞迅速扩展并伴有少量合并;结合临界应力判据,给出了银纹萌生的微观构型;通过引入非仿射位移场并结合应力-应变响应关系,计算了参与率随应变的演化,证实了聚合物在银纹化破坏过程中具有应变率相关敏感性的线性粘弹性特征。与实验现象吻合较好。     

材料界面增韧的力学机理及其强韧化设计

基于界面断裂力学理论，以界面的断裂能和混合度为基本细观参数，揭示了材料界面增韧的主要力学机理：一是提高界面断裂韧性、二是实现最佳断裂路径，并经此为依据，分析了材料界面强韧化设计的主要原理和方法，为实际材料界面设计提供了理论基础。     

刚性粒子填充聚合物的增强增韧与界面相结构

介绍了作者近年来在无机刚性粒子增强增韧聚合物（尼龙、聚丙烯、聚乙烯）方面的最新研究结果．实验表明，无机刚性粒子填充聚合物的增强增韧与界面相结构有着密切的关系。在保证无机刚性粒子均匀分散的条件下，界面相结构是决定性的因素，界面相容剂的性质、界面相互相作用的程度和界面层厚度可以调节和控制复事材料的最终力学性能。     

片状氧化铝晶种对氧化铝陶瓷断裂韧性的影响

以片状氧化铝晶种作为第二相,采用无压烧结制备了氧化铝陶瓷,分析了片状氧化铝含量对氧化铝陶瓷微观结构的影响,采用扫描电子显微镜（SEM）观察分析试样的断口形貌;采用压痕法计算试样的断裂韧性（KIC）值;研究了不同含量的晶种引入量对氧化铝陶瓷断裂韧性的影响。结果表明烧结温度为1575℃时,相对致密度可以达到96.7%;片状氧化铝晶种的引入能够显著提高氧化铝陶瓷的断裂韧性;其片晶的裂纹偏转、片晶拔出效应等增韧机制发挥了主导作用;随着片状氧化铝含量的提高,氧化铝陶瓷的力学性能逐渐提高,当掺杂含量达到35%（质量分数）时,KIC达到6.4MPa.m1/2,当含量继续增加,KIC呈现逐渐降低的趋势。     

超支化聚氨酯增韧环氧树脂的性能研究

采用超支化聚氨酯(HBPU)作为增韧剂,制备环氧树脂的复合材料,并测试其力学性能和热学性能,并对复合材料的断面进行微观形貌表征。结果表明:在HBPU的含量在10%(质量分数)时,冲击强度达到最大值(强度为32.02kJ·m-2)材料的冲击强度提高将近200%,弯曲性能也有所提高同样的变化趋势。复合材料的力学性能随着代数的增大而增大。复合材料的断面呈应力发白现象,电镜图片也呈现出蜂窝状,进一步验证了超支化聚氨酯的空穴化和相分离理论韧性机理的合理性。复合材料的Tg随添加量增加而下降,随代数增加而增加。     

原位增韧SiC-YAG复相陶瓷的致密化

以β－ＳｉＣ粉加入少量作为晶种的α－ＳｉＣ为起始原料,通过高温热处理过程中的相变和长柱状晶粒生长来制备原位增韧ＳｉＣ基复相陶瓷;调整埋烧工艺控制高温热处理过程中液相挥发和保持稳定的化学计量比,以保证上全部晶化为ＹＡＧ相,着重解决了长柱状晶粒生长过程中的致密化。发现在完全形成紧密的网络状结构之前,长柱状晶粒的形成可能延缓致密化速率,但不会由此中止致密化过程。通过调整热处理条件,制备得到了完全致密化（     

高温固化树脂的增韧设计

本文综述了热塑性树脂对于环氧树脂、双马树脂和氰酸酯树脂等高温固化体系的增韧改性研究工作.热塑性树脂增韧设计的方法之一使用带反应性官能团的热塑性树脂,以期望热塑性增韧剂能够参与固化体系的反应.另一种增韧设计的方法是通过热塑性树脂在热固性树脂体系中以各种各样的分布方式来获得显著的增韧效果,例如“层间增韧”和“离位增韧”技术.对于这些增韧技术的不断探索与改进,有助于获得在高低温环境下都具有良好韧性的热固性材料.     

氧化石墨烯增强增韧水泥基复合材料的研究

用Hummers法对石墨进行氧化后再用超声波进行分散制备纳米氧化石墨烯(GO)分散液。研究GO对掺有聚羧酸系减水剂(PCs)的水泥净浆流动度、粘度、凝结时间、石泥石孔结构和水泥砂石的耐折强度、抗压强度的影响。研究结果表明,纳米氧化石墨烯掺量为15mg/(100g水泥)时,使净浆流动度和凝结时间稍有降低,所得石泥石的中大孔隙率减少,结构致密,硬化水泥砂浆的耐折强度和抗压强度显著提高。硬化水泥石的XRD和SEM测试结果表明,纳米氧化石墨烯片层对水泥水化晶体产物的形成有模板效应,能够促使水泥石形成微小、形状统一的晶体结构,研究纳米氧化石墨烯增强增韧混凝土对于构建高性能、长寿命混凝土具有重要的意义。     

3Y-TZP/mullite-Alumina复合陶瓷的韧性及增韧机制

为了研究3Y TZP为基体的3Y TZP/mullite Alumina复合陶瓷的断裂韧性及其增韧机制,将3Y TZP、mullite、Alumina3种粉料球磨混合,经干压、等静压成型,在1480℃,4h无压烧结,通过改变Alumina/mullite体积比,得到了不同断裂韧性的陶瓷复合材料,利用XRD与SEM技术分析了复合材料的成分及微观结构.研究结果表明:Al2O3/mullite体积比影响复合材料中四方氧化锆(t ZrO2)向单斜氧化锆(m ZrO2)转变的相变量、复合材料的微观结构和t ZrO2晶面间距,进而影响材料的断裂韧性;用单边切口梁法测试复合材料断裂韧性(KIC)为9 26～10 4MPa·m1/2;此系统中存在ZrO2相变增韧、非相变第二相颗粒增韧等机制.     

氧化铝基陶瓷复合材料的微观结构与增韧机理

应用相交增韧、相变－晶须复合及相变－颗粒复合等方式对氧化铝陶瓷进行增韧．遇过各材料强韧性的测试、微观结构的分析以及断口形貌的对比,研究了各材料的断裂特点及不同增韧方式的增韧机理与效果,得出材料的强韧性与其断口形貌密切相关;双重增韧材料中,两种增韧方式不是简单的叠加,而是存在相互作用;同时在性能试验后的材料基体内观察到位借的存在．     

三元乙丙橡胶的环氧官能化及增韧尼龙6

采用熔融接枝的方法在三元乙丙橡胶(EPDM)上接枝甲基丙烯酸环氧丙酯(GMA)得到EPDM-g-GMA。采用红外光谱证实GMA成功接枝到EPDM分子链上。将环氧官能化的EPDM与尼龙6熔融共混,对共混体系的相形态及力学性能进行了研究。结果表明,通过接枝反应在EPDM中引入GMA,改善了EPDM与PA6之间的相容性,分散相的尺寸从15μm减小到1μm,共混物的冲击强度从原来的70 J/m左右提高到600J/m以上,共混物的冲击强度显著提高,同时共混物的拉伸强度也得到提高。     

新型弹性体极性化SBS增韧尼龙6的研究

采用双螺杆共混挤出方法,研究了极性化SBS在尼龙6体系中的增韧作用,讨论了极性单体含量、丁二烯/苯乙烯嵌段比、极性化SBS含量、尼龙6相对黏度等条件的影响,分析了极性化SBS增韧尼龙6的流变行为、加工性能及微观相态结构。     

反应性核壳超支化嵌段共聚醚增韧环氧树脂

近年来，基于超支化聚合物（尤其是聚酯）的新型抗冲改性剂已有相关报道。由羟基、羰基以及环氧封端的超支化聚酯可以制备低黏度的共混物。加入少量这些聚酯就足以极大地提高共混物的韧性而不降低其强度以及玻璃化温度。超支化聚合物（HBP）的重要特征是其支化重复单元的极高支化度，以及聚合物核壳结构表面带有的大量功能性端基。由于高度支化的结构阻止了链缠结的发生，超支化聚合物通常在熔融态或溶液中显示出较低的黏度。超支化聚合物的性能主要受数目众多的端基影响，因此进行端基改性可以得到不同用途的超支化聚合物。     

芳香族聚醚型超支化环氧对双酚A型环氧的增韧研究

通过质子转移聚合,采用双酚A和三羟甲基丙烷三缩水合成了一种芳香族聚醚型超支化环氧(EHBP),将其添加到双酚A缩水甘油醚型环氧(DGEBA)中制备成杂化树脂进行增韧改性。采用酸酐固化后,利用差示扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TGA)对固化树脂的玻璃化转变温度和热稳定性进行了表征,并对其拉伸强度、弯曲强度和冲击强度进行了测试。结果表明向DGEBA中添加EHPE可以在不影响材料热性能和拉伸强度的情况下改善其韧性。在EHBP添加量为15%时,材料的冲击强度由纯DGEBA的19kJ/m2提高到28kJ/m2。扫描电子显微镜对材料冲击断面的形貌的表征表明,EHBP对环氧树脂的增韧机理为原位均相增韧。     

有机粘土/聚醚砜/环氧树脂杂化纳米复合材料的制备和性能

分别用溶剂法和熔融法成功制备了有机粘土/聚醚砜/环氧树脂杂化纳米复合材料,对其拉伸性能、断裂韧性、热性能和微观结构进行了研究。结果表明:两种杂化纳米复合材料的拉伸强度可达75 MPa以上,模量可达3.0 GPa以上,断裂韧性可达1.1 MPam1/2以上。观察到了聚醚砜和有机粘土对环氧树脂的协同增韧现象。聚醚砜/环氧树脂基体具有半互穿网络结构,有机粘土片层呈有序剥离形态。用溶剂法制备的杂化纳米复合材料样本的玻璃化转变温度(Tg)在170℃以上,用熔融法制备的样本的Tg在180℃以上。     

超支化聚己内酯对环氧树脂的增韧作用EI北大核心CSCD

采用一步法制备了支化度为0.6的超支化聚己内酯(HPCL),并将其作为增韧剂用于环氧树脂(EP)中。实验结果表明,HPCL的加入对EP的冲击强度、拉伸性能、弯曲强度等均有改善作用。当HPCL加入量为3%(质量分数)时,EP/HPCL样品的断裂伸长率可达10.19%,冲击强度可达21.99 kJ/m^2,比纯EP分别提高了36%和102%。样品的红外光谱分析表明HPCL对于EP仅提供柔性的聚酯链段而不与环氧基团反应;扫描电镜图像显示HPCL质量分数不大于3%时与EP相容性较好;综合热分析仪的曲线表明加入HPCL后,EP/HPCL样品的玻璃化转变温度略有下降,而热稳定性则保持不变。