Effect of wet surface treated nano-SiO<Subscript>2</Subscript> on mechanical properties of polypropylene composite

Nano-SiO2/polypropylene composite was prepared by melt-blending process. The nano-SiO2 particles were organized by wet process surface treatment with silane coupling agent KH-570. The effect of mass fraction of nano-SiO2 particles and dosage of KH-570 on the toughening and strengthening of PP matrix were investigated based on the fractography of impact notch and the analysis of crystal structure by X-ray and dispersive structure of nano-SiO2 by TEM. Results show that the impact and flexural strength and modulus of the composite are improved obviously with low loading of nano-SiO2 （3 wt%-5 wt%）, and the izod impact strength of PP increases twice with 4 wt% nano-SiO2. The nano-SiO2 particles treated can disperse into the matrix resin, which has evident heterogeneous nucleation effects on the crystallization of PP. The optimal toughening and strengthening effects of PP matrix can be obtained when the content of nano-SiO2 and KH-570 are 4 wt% and 3 wt%, respectively.     

聚丙烯/纳米SiO2 复合材料的制备和表征

使用熔融共混法制备了聚丙烯（PP）／纳米SiO2复合材料。研究发现，硅烷偶联剂对纳米SiO2在PP中的分散起一定的作用，但不是非常有效。添加马来酸酐接枝聚丙烯（PP—g—MAH）相容剂后，可以使纳米SiO2均匀地分散于PP中。当纳米SiO2的质量分数为2％时性能较优，与纯PP相比，V形缺口冲击强度提高了90％，拉伸强度提高了5％，弯曲强度提高了23％。最后，对PP—g—MAH大幅度改善纳米SiO2在PP中分散效果的机理作了初步推断。     

纳米SiO2表面改性及其应用

纳米SiO2粒子具有极大的比表面积和表面能，因而极易团聚，致使其在应用中无法发挥纳米粒子的优异性能，通过对纳米粒子表面改性可改善这一状况。纳米粒子表面改性的方法有：酯化法、偶联剂法、表面活性剂法、接枝聚合法、高能法等。改性后的纳米SiO2，因其独特的物理、化学、光学等性能在功能材料、塑料、橡胶、涂料及生物医药等方面得到广泛的应用。     

硅烷接枝聚丙烯对聚丙烯复合材料性能的影响

目的研究硅烷接枝聚丙烯（PP－g－Si）对不同填料如滑石粉（Ta）、碳酸钙和硫酸钡填充的PP复合材料性能的影响,方法分别制备经PP－g－Si偶联的滑石粉、CaCO3和BaSO4填充的PP复合材料,并测试其机械性能和结晶熔融行为,结果与未经偶联的体系相比,在一定PP－g－Si含量范围内,PP－g－Si可使T3／PP体系力学性能提高,但拉伸模量降低;而对PP／CaCO3和PP／BaSO4体系的力学性能影响不大或使其性能有所降低,同时,PP－g－Si对这3种填料填充的PP体系中PP的结晶熔融行为也有较大影响,结论在实验范围内,PP－g－Si对聚丙烯和滑石粉界面有增容作用,可作为PP／Ta材料的大分子偶联剂,而对PP／CaCO3和PP／BaSO4体系则没有增容作用。     

氧化锆微细粉改性聚丙烯

以氧化锆作为成核剂对聚丙烯进行改性,并通过偏光显微镜(PLM)和差示扫描量热法(DSC)表征了氧化锆的成核效果。实验结果表明,氧化锆较好地改善了聚丙烯的力学性能,降低聚丙烯球晶尺寸,并诱导聚丙烯生成不同晶型。     

聚丙烯基纳米SiO2复合材料性能研究

采用多种方法对纳米SiO2粒子进行表面处理，并深入探讨了纳米SiO2粒子的分散机理。通过熔融共混法制备了PP／纳米SiO2复合材料，对此复合材料进行了力学性能测试。结果表明：经适当处理的纳米SiO2粒子能均匀地分散在聚丙烯中，对PP的力学性能有显著的改善作用，而且对PP的结晶有明显的异相成核作用。纳米SiO2在用量为2％时可以使PP的缺口冲击强度提高1倍，同时拉伸强度也有很大提高。     

偶联剂对杜拉纤维/呋喃砂浆力学性能的影响

研究了不同体积含量的杜拉纤维及同一体积含量的杜拉纤维经不同的硅烷偶联剂处理后掺入呋喃树脂砂浆中，其力学性能的变化。实验结果表明：掺入不同体积含量的杜拉纤维后，其劈拉、轴拉、抗折强度的最大增幅分别为9．6％、8．3％、9．7％；经硅烷偶联剂WD560处理后的杜拉纤维加入呋喃树脂砂浆后，其劈拉、轴拉、抗折强度的最大增幅分别为63．2％、153％、153％；而抗压强度都略有降低。     

单分散疏水SiO2改性苯丙乳液的制备及其性能

采用种子-半连续乳液聚合法,以硅烷偶联剂KH-560表面改性的单分散二氧化硅为改性材料,制得单分散疏水性SiO2改性的复合苯丙乳液.对乳液及涂膜性能进行了红外光谱、粒径分析、接触角和热失重表征.考察了不同含量的SiO2对转化率、凝胶率、化学稳定性、机械稳定性和涂膜的硬度、耐盐雾时间的影响.结果表明,SiO2用量为单体质量的2.0％,改性后的乳液及涂膜各项性能明显提高.     

复合型表面活性剂对氢氧化镁改性的效果

以菱镁矿及尿素为原料制得氢氧化镁晶须,用硅烷偶联剂和钛酸酯的复合型表面活性剂对其进行表面改性,最后得到黏度好,分散性高的Mg(OH)2阻燃剂.通过钛酸酯和硅烷偶联剂对氢氧化镁进行表面改性的实验,阐述了钛酸酯和硅烷偶联剂的复合型表面活性剂与其单一成分对氢氧化镁晶须的表面改性效果.并进行活性指数、比表面积、抑烟效果等测定.结果表明:复合型表面活性剂改性后的活性指数、比表面积、抑烟效果都高于单一成分改性的程度.     

基于织物机械性能的服装曲面展开方法研究

相对于其他基于弹簧-质点模型的曲面展开算法,本文提出了改进的曲面展开方法:首先,采用三角面片模型来表达三维曲面;其次,基于能量的弹簧质点模型将三维曲面展开为二维面片,在此模型中,面料的经纬向的机械性能替换原有的弹簧力.该改进算法能有效解决复杂不可展曲面的展开问题,尤其是对于服装曲面.相对与其他展开算法,由于引进了材料的机械性能,本文提出的算法对于解决CAD/CAM中相应的曲面展开问题更具启发性.     

纳米ZnO/PP复合材料性能研究

以钛酸酯偶联剂对不同粒径的纳米ZnO粒子进行表面处理 ;采用熔融共混工艺制备了纳米ZnO/PP复合材料 ;并对复合材料力学性能及其结晶性能进行研究。结果表明 :偶联剂改善了复合材料的力学性能 ;平均粒径为 80nm的纳米ZnO质量分数为 4 %时 ,其复合材料的综合性能相对较好 ,复合材料的冲击强度、拉伸强度和弯曲强度均得到不同程度的提高 ;纳米ZnO具有异相成核作用 ,能够起到细化PP球晶的作用。     

Effects of Fiber Surface Pretreatment and Composite Post-treatment on Mechanical Properties of 2D-Cf/PhosphateGeopolymer Matrix Composites

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纤维表面改性和后处理对2D-碳纤维强韧磷酸盐无机聚合物复合材料力学性能的影响

何培刚^1,2，贾占林^1,2，付帅^1,2，王加涛^1,2，段小明^1,2，杨治华^1,2，贾德昌^1,2，周玉^1,2

（1哈尔滨工业大学 材料科学系，特种陶瓷研究所，哈尔滨 150001；

2 先进结构功能一体化材料与绿色制造技术工信部重点实验室，哈尔滨工业大学，哈尔滨 150001）

中文说明:

无机聚合物因其具有良好的耐热性、阻燃性、环境友好等特性受到广泛关注。然而其主要缺点为强度低、脆性大、应用可靠性差，因此需要对其进行强韧化处理。本文采用超声辅助浸渍法制备了二维连续碳纤维（Cf）增强的磷酸盐基无机聚合物复合材料，通过X射线光电子能谱（XPS），X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）研究了纤维表面处理和复合材料高温处理对复合材料性能的影响。结果表明，表面处理可显著改善碳纤维和基体之间的界面相互作用，这在提高复合材料力学性能方面起着关键作用，所制备复合材料的弯曲强度和杨氏模量分别为156.1 MPa和 39.7 GPa，同时其断裂过程完全不同于无机聚合物基体，表现为伪塑性断裂特征，从而使其应用可靠性显著提高。此外，采用后续Sol-SiO2再浸渍处理可提高复合材料致密度从而进一步改善复合材料的力学性能。本文的研究结果提供了一种改善复合材料界面性能的新思路，所制备复合材料表现出较高的力学性能和非灾难性断裂特征，同时具有低温制备、高温服役的突出特性，在高马赫数飞行器多功能防热承载构件上具有潜在的应用前景。

关键词：无机聚合物，碳纤维，复合材料，表面改性，力学性能

     

成核剂对聚丙烯性能的影响

研究了山梨醇苄叉衍生物等6种常用的成核剂对聚丙烯性能的影响,并着重讨论了山梨醇苄叉衍生物成核透明剂的用量对聚丙烯力学性能和光学性能的影响,探讨了用山梨醇苄叉衍生物成核透明剂制备透明聚丙烯的方法。     

PI/Al_2O_3/SiO_2杂化薄膜的力学及电学性能

采用原位聚合法制备掺杂无机粒子质量分数从1%~5%的PI/Si O2/Al2O3纳米杂化薄膜.通过SEM发现无机纳米Al2O3和纳米Si O2颗粒在聚酰亚胺基体中有很好的相容性和分散性,其颗粒尺寸大约在100 nm左右.采用万能试验机和宽频介电谱分析仪研究不同浓度Al2O3和Si O2的掺杂对PI薄膜的力学性能和电学性能的影响.当质量分数为3%的时候,杂化薄膜力学性能最佳,具有最大的拉伸强度(36.143MPa)和断裂伸长率(10.88%).并且在100Hz下它相比于其它含量的杂化薄膜,具有最小的介电常数(6.76)、介电损耗(0.01)和电导率(3.94×10-12S·m-1).     

聚丙烯结晶形态对电性能的影响

为使聚丙烯具有更好的电气性能,重点研究了均聚、共聚聚丙烯及其α、β两种晶型的电性能,讨论分析了α、β两种晶型对电性能的影响,并对其非等温结晶性能进行了研究．结果表明,均聚β晶型聚丙烯的电性能及结晶性能比α晶型聚丙烯好．为结晶聚丙烯应用于大容量电容器提供了相应的理论基础．     

Surface modification of fire-retardant asphalt with silane coupling agent

The theory and approach of the surface modified of asphalt fire-retardant with silane coupling agent were introduced.The optimum silane dosage was determined,and the structure and properties of the asphalt fire-retardant before and after the surface modification were characterized by infrared spectrum and thermo gravimetric analysis.The dispersion effect of asphalt fire-retardant was studied.The influence of the surface modification on the hydrophilicity and lipophilicity of the asphalt fire-retardant was analyzed.The experimental results showed that there were physical and chemical interactions between the silane coupling agent and the asphalt fire-retardant,which reduced the surface polarity of the asphalt fire retardant.The optimum silane coupling agent dosage was 0.95% of the asphalt fire retardant.The surface modification improved the thermal stability,dispersibility and lipophilicity of the asphalt fire retardant,which enhanced the compatibility between asphalt fire retardant and asphalt.     

纳米SiO_2表面改性及其应用

纳米SiO2粒子具有极大的比表面积和表面能,因而极易团聚,致使其在应用中无法发挥纳米粒子的优异性能,通过对纳米粒子表面改性可改善这一状况。纳米粒子表面改性的方法有:酯化法、偶联剂法、表面活性剂法、接枝聚合法、高能法等。改性后的纳米SiO2,因其独特的物理、化学、光学等性能在功能材料、塑料、橡胶、涂料及生物医药等方面得到广泛的应用。     

Effect of ECAP Pass Number on Mechanical Properties of 2Al2 Al Alloy

2Al2 Al alloy was suffered from equal-channel angular pressing(ECAP)in this experiment. The influence of ECAP pass number on ultimate strength(UTS),hardness and elongation was studied.The results show that during ECAP the number of sample passing through the channels is very important for mechanical properties and microstructure refinement.ECAP not only increases their plasticity and hardness but also leads to refined grain.But the elongation reduces from 17.5% to 11.8 % after 1 pass ECAP,then almost tends to be unchanged with the increasing of pass number.The value of ultimate strength of 2Al2 Al alloy increases by 135%,hardness by 51%,and ultra fine grains of about 200 nm can be observed after 8 passes.     

煤岩力学参数与其基质收缩性能的耦合效应

采用三轴岩石力学测试系统来模拟煤岩的力学行为，通过控制有效应力的方式进行实验，测试煤基质收缩量。实验结果分析表明，煤基质收缩量与其力学参数(抗压强度，弹性模量)具有良好的负指数关系：y=ae^br。吸附阶段，力学性能较强的煤样，其基质膨胀效应较小，而力学性能较弱的煤样，其基质膨胀效应就会较明显；解吸阶段也具有类似的情形，这种正反效应的叠加，使得强者更强，弱者更弱，导致力学性能较高的煤岩，其基质的收缩量反而越小。