界面改性对椰壳增强聚丙烯复合材料性能的影响

分别采用不同浓度碱溶液、偶联剂及其联合方式对椰壳纤维表面进行处理,利用模压成型技术制备椰壳聚丙烯复合材料,讨论界面改性对椰壳纤维表面及其复合材料力学性能的影响。结果表明,碱加偶联剂联合改性最有利于复合材料力学性能的改善,且在碱处理浓度相同的情况下,复合材料的拉伸强度随偶联剂浓度的增加而增大;偶联剂改性对复合材料力学性能的影响优于碱处理对复合材料力学性能的影响,且偶联剂改性对复合材料弯曲强度影响较大,复合材料的力学性能随偶联剂浓度的增加而增大。     

椰壳纤维/PBS可降解复合材料的研究

采用碱溶液和偶联剂对椰壳纤维进行表面处理,用转矩流变仪的密炼装置,制备未进行表面处理的不同纤维含量的椰壳纤维/PBS(聚丁二酸丁二醇酯)复合材料和经表面处理的不同纤维含量的椰壳纤维/PBS复合材料。重点研究了椰壳纤维和偶联剂含量对复合材料力学性能的影响。结果表明,椰壳纤维含量和偶联剂含量对复合材料的力学性能影响最大。当椰壳纤维含量为45%时,复合材料的力学性能最好,其拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别为38.59 MPa、52.43 MPa、10.45 k J/m2;偶联剂含量对冲击强度影响不大,但氢氧化钠浓度对冲击强度有一定影响。随着椰壳纤维含量的增加,材料的力学性能相应提高;偶联剂含量增加,纤维-树脂的界面黏结性能提高,材料的力学性能随之提高。扫描电子显微镜(SEM)图片显示,碱处理和偶联剂很好地改善了纤维-树脂的界面黏结性能。     

聚丙烯基木塑复合材料力学性能的研究

研究了聚丙烯(PP)基木塑复合材料的界面形态,采用两种不同的偶联剂对木粉进行表面处理,考察了混炼时间和木粉用量对复合材料力学性能的影响,并通过扫描电子显微镜(SEM)对试样的断口形貌进行了观察。结果表明:在木粉用量相同的情况下,钛酸酯偶联剂对木粉的处理效果要优于铝酸酯偶联剂,偶联剂处理使木粉与PP的界面相容性得到了改善,复合材料的性能得到提高;在偶联剂不变的情况下,随着木粉含量的增加,木塑复合材料的冲击强度和拉伸强度均下降;随着混炼时间的增加,木塑复合材料的冲击强度和拉伸强度呈先升后降的趋势。     

偶联剂处理陶瓷颗粒增强聚丙烯复合材料的性能

用熔融共混法制备了陶瓷颗粒增强聚丙烯复合材料,测试了复合材料的力学性能,探讨了研究了表面处理对PP复合材料性能的影响。结果表明:偶联剂处理陶瓷颗粒表面后,复合材料的拉伸强度和冲击强度均比未处理的有所提高。拉伸断面的扫描电镜照片分析表明,未活化处理陶瓷颗粒与PP的界面粘结较差,界面发现许多空隙;而偶联剂KH-550活化处理后,陶瓷颗粒能与PP界面粘结良好,在拉伸过程中多数陶瓷颗粒被基体牢固粘附而难以脱出。     

洋麻纤维的表面改性及其在聚丙烯基复合材料中的应用

采用碱处理、偶联剂处理以及碱–偶联剂复合处理对洋麻纤维进行表面改性,然后将其与聚丙烯(PP)纤维复合,采用非织造–模压工艺制备了PP/洋麻纤维复合材料。研究了上述3种表面改性方法对洋麻纤维强度及其复合材料弯曲与剪切性能的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)研究了洋麻纤维表面改性前后的形貌变化及其与PP基体之间的界面结合状况。结果表明,表面改性后洋麻纤维的拉伸强度均降低,但复合材料的弯曲强度及层间剪切强度均提高,表明这3种改性方法均提高了洋麻纤维与PP之间的界面结合强度;碱处理可去除纤维表面的果胶成分,使纤维束变得松散,使复合材料的弯曲强度及层间剪切强度分别较未表面改性时提高了21%和169%,但弯曲弹性模量降低了21%;偶联剂处理则使复合材料的弯曲强度,弯曲弹性模量和层间剪切强度较未表面改性时提高了23%,7%和160%;碱–偶联剂复合处理兼顾了碱处理和偶联剂处理的优点,使复合材料弯曲强度、弯曲弹性模量和层间剪切强度分别较未表面改性时提高了26%,18%和572%,综合性能最佳。SEM结果表明,碱–偶联剂复合处理后,复合材料中纤维与树脂之间的界面结合较好。     

碱处理对不饱和聚酯树脂/苎麻布复合材料力学性能及界面形貌的影响

本文以氢氧化钠(NaOH)溶液处理苎麻布,采用模压工艺制备不饱和聚酯(UP)树脂/苎麻布复合材料,研究碱液处理对苎麻布、复合材料力学性能及表面、界面形貌的影响.实验结果表明,经适当碱液处理后,苎麻布的拉伸断裂强力及拉伸断裂伸长率均增加,苎麻布的表面形貌更加光滑蓬松,复合材料的拉伸强度及弯曲强度均下降,但冲击强度及弯曲模量得到提高.30wt%NaOH溶液处理可使复合材料的弯曲模量达到最大值,166.38MPa,比未经碱液处理所制得复合材料的弯曲弹性模量提高了110%.碱处理后,复合材料的冲击断面上纤维被树脂紧紧包裹,纤维裸露拔出现象远不如未处理复合材料那样明显.     

桦木纤维/不饱和聚酯复合材料制备与性能研究

采用硅烷偶联剂、乙醇和水等分别对桦木纤维(BF)和回收纸浆纤维进行表面处理,并分别将改性纤维作为不饱和聚酯树脂(UPR)的增强材料,制备相应的BF/UPR复合材料。研究了不同改性方法对复合材料界面性能的影响。结果表明:不同纤维种类、不同纤维表面处理方法和不同纤维用量对复合材料的界面性能、力学性能等影响较大;经硅烷偶联剂处理后的BF,可有效改善BF与UPR之间的界面相容性;当w(偶联剂处理BF)=16%时,相应复合材料的拉伸强度和冲击强度比纯UPR体系分别提高了31.0%和28.5%;在制备回收纤维/UPR复合材料之前应先对回收材料进行筛选,并且应优先选择对UPR基体树脂具有明显增强作用的回收纤维。     

PP/生物质灰复合材料的制备与力学性能研究

采用熔融共混工艺制备了聚丙烯(PP)/生物质灰复合材料,考察了生物质灰用量、偶联剂处理和马来酸酐接枝PP增容剂(PP-g-MAH)对复合材料力学性能的影响.研究发现,生物质灰用量为20份时,复合材料的拉伸强度和冲击强度较纯PP的性能有所提高;偶联剂KH550用量为生物质灰用量的l%时效果较好;PP-g-MAH增容剂对复合材料的增容效果明显,使材料的力学性能提高.     

玻璃纤维布/苎麻纤维布混杂增强不饱和聚酯树脂的研究

采用玻璃纤维布与苎麻纤维布混杂增强不饱和聚酯(UP)树脂制备复合材料,研究玻纤布与苎麻布的相对比例及偶联剂处理对复合材料力学性能的影响,研究了不同复合材料的吸水性并与玻璃纤维复合材料和苎麻纤维复合材料二者进行了比较。结果表明,混杂纤维增强复合材料的拉伸强度、拉伸模量随混杂纤维中苎麻布含量的增加而下降,弯曲强度及弯曲模量在混杂纤维中苎麻布与玻纤布的比例为10∶20和15∶15时分别达到最大值188.09 MPa和1.56 GPa;所有偶联剂处理均可明显改善复合材料的拉伸模量及弯曲模量,硅烷类偶联剂的效果更佳,NDZ401可使复合材料的拉伸强度得到最大幅度(37.66%)的提高,而KH570及NDZ401对改善弯曲强度效果最佳;复合材料吸水后,厚度变化率大于宽度变化率,温度升高,复合材料吸水后尺寸变化率及吸水率均增大,混杂纤维复合材料的吸水率与玻纤布复合材料的吸水率相近,远低于苎麻布复合材料的吸水率。     

PP/硅灰石复合材料力学性能的研究

采用熔融共混法制备了聚丙烯(PP)/硅灰石复合材料,考察了硅灰石表面处理及其用量对PP/硅灰石复合材料力学性能的影响。结果表明:硅灰石粉体经偶联剂甜菜碱(CAB)表面改性处理后,其填充复合材料的拉伸强度、断裂强度和冲击强度均比未处理体系有所提高。随着改性硅灰石用量的增加,PP/硅灰石复合材料的拉伸强度和断裂强度均先升后降,其中当改性硅灰石用量为10 phr时,复合材料的拉伸强度和断裂强度均达到最大值,分别比纯PP提高了17%和63%;另外,当改性硅灰石用量为40 phr时,复合材料的冲击强度达到最大值(2.59 kJ/m2),比纯PP提高了29%。     

钛酸酯偶联剂对抗菌沸石/聚丙烯共混体系的影响

采用钛酸酯偶联剂对抗菌沸石进行表面修饰,然后将其与聚丙烯共混造粒并纺丝。对共混切片进行DSC、扫描电镜以及纤维拉伸强度测试。结果表明:钛酸酯偶联剂的加入能完善共混体系的结晶,提高结晶度,促进抗菌沸石的分散以及减缓共混纤维拉伸强度的下降,其影响程度与钛酸酯含量有关。同时,抗菌沸石含量也是影响共混体系结晶、分散性及纤维拉伸强度的主要因素。     

Effect of talc surface treatment on the mechanical properties of composites based on PP/LDPE blend matrices

A study has been made of property optimization of a composite based on low density polyethylene and polypropylene (PP) blend matrices with talc modified by a titanate coupling agent. Analysis shows that the flexural properties improve with increasing content of both talc and polypropylene. However, the tensile moduli show a different behavior. Tensile strength is hardly affected by the filler content at PP percentages in the matrix above 50 percent. The surface modified talc gives rise to higher mechanical properties than the unmodified talc. This improvement is more noticeable as talc and PP percentages in the composite is increased. Scanning electron microscopy has shown the effect of the coupling agent at the filler/polymer matrix interphase and the greater affinity between talc and polypropylene.     

PP/纳米CeO2复合纤维的制备及性能研究

将用偶联剂修饰后的纳米氧化铈(CeO2)、未修饰纳米CeO2以相同的比例与PP切片共混后熔融纺丝,并测定拉伸纤维的力学性能和染色性能。结果表明:加入用偶联剂修饰纳米CeO2的PP纤维的可纺性较好,力学性能比PP纤维下降少;而加入未修饰纳米CeO2后PP复合纤维的可纺性较差,力学性能有所下降。SEM照片表明,用偶联剂修饰后的纳米CeO2在纤维表面分布均匀,颗粒尺寸明显比未修饰纳米CeO2小。用分散染料在高温高压下对PP复合纤维进行染色,加入修饰后纳米CeO2纤维和未修饰纳米CeO2的PP纤维其吸收系数与散射系数的比值(K/S)比PP纤维分别增加了30.3%,45.5%,纤维的染色性能提高。     

苎麻纤维增强磷建筑石膏复合材料耐水性能和力学性能研究

通过吸水率、软化系数、抗折强度和抗压强度试验,并结合傅里叶红外光谱和扫描电子显微镜测试,探究不同长度和掺量的苎麻纤维对苎麻纤维增强磷建筑石膏复合材料耐水性能和力学性能的影响。研究结果表明,掺入适量苎麻纤维可改善苎麻纤维增强磷建筑石膏复合材料的耐水性能和力学性能,以及提高复合材料的延性。掺入0.5%(体积分数,下同)的10 mm苎麻纤维时,复合材料的软化系数达到最大,较空白组提高20.0%。苎麻纤维的掺入能有效提高复合材料的抗折强度,28 d时,掺入1.5%的10 mm苎麻纤维试样较空白组抗折强度提高39.5%。掺入小于20 mm的苎麻纤维会降低复合材料的抗压强度,掺入不超过1.5%的30 mm苎麻纤维可提高复合材料的抗压强度,28 d时,掺入1.5%的30 mm苎麻纤维试样较空白组抗压强度提高10.1%。苎麻纤维在复合材料基体内会发生水解,随龄期的增长水解程度加重,表面逐渐粗糙。     

玻璃纤维增强煤基抗冲共聚聚丙烯的性能

采用双螺杆挤出共混法制备了短玻璃纤维(GF)改性聚丙烯(PP)2240S的共混物,通过力学性能分析测试、扫描电子显微镜表征、熔体流动速率测试和熔融结晶分析等研究了改性体系的力学性能、显微结构、加工流动性和结晶性能等。结果表明,当GF添加量为30%时,复合体系的弯曲强度、弯曲弹性模量、拉伸强度等较纯PP分别提高约112%,269%和108%,但GF与基体粘结力弱导致冲击强度没有提高;为进一步改善界面作用力,以5%马来酸酐接枝聚丙烯作相容剂,相同GF添加量下PP的弯曲强度达86.99 MPa,弯曲弹性模量达5073 MPa,拉伸强度达78.5 MPa,简支梁缺口冲击强度达14.78 kJ/m2,比纯PP的相关指标分别提高约161%,302%,190%和131%,GF与PP界面粘结力增强,PP的力学性能随GF含量的递增而大幅提高。但GF降低了PP的熔体流动速率,并且体系的结晶温度基本未变,结晶度降低,可能与未产生界面横晶有关。     

Mechanical properties and water absorption of fiber‐reinforced polypropylene composites prepared by bagasse and beech fiber

The present study investigates the tensile, flexural, notched Izod impact, and water absorption properties of bagasse and beech reinforced polypropylene (PP) composites as a function of fiber content. The surface of fibers was modified through the use of maleated polypropylene (MAPP) coupling agent. From this study, it was found that mechanical properties increase with an increase in fiber loading in both cases. However, the addition of wood fibers resulted in a decrease in impact strength of the composites. The water absorption property at varying fiber loading was evaluated and found maximum for the BA/PP composites. The weight gains for all specimens were less than 7%. In general, the results showed the usefulness of bagasse fiber as a good alternative and reinforcing agent for composite. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2009     

柠檬石膏的表面改性对柠檬石膏/聚丙烯复合材料性能的影响

本文研究了单一和混合偶联剂表面改性的柠檬石膏对柠檬石膏/聚丙烯复合材料的力学性能,结晶度,熔点的影响;结果表明:单一偶联剂表面改性的柠檬石膏使柠檬石膏/PP复合材料的拉伸强度,弯曲强度和弯曲模量较PP有不同程度提高,钛酸酯和铝酸酯偶联剂对柠檬石膏的表面改性具有较好效果。混合偶联剂表面改性的柠檬石膏使柠檬石膏/PP复合材料的冲击强度较单一偶联剂表面改性柠檬石膏填充PP的复合材料提高了34.7%,而拉伸强度,弯曲强度和弯曲模量均有一定下降。差示扫描量热(DSC)分析结果显示柠檬石膏的加入可以提高聚丙烯的结晶度,对复合材料的熔点几乎没有影响;柠檬石膏的表面改性对复合材料中PP的结晶度和熔点均没有明显影响。     

氢氧化镁的表面改性及在聚丙烯中的应用研究

研制了用硅烷和钛酸酯偶联剂表面改性后的氢氧化镁和聚丙烯的复合材料,研究了用不同表面活性剂改性的阻燃剂氢氧化镁的用量对复合材料阻燃性能和力学性能的影响。结果表明,硅烷偶联剂表面改性后的氢氧化镁能更好改善复合材料的力学性能,显著提高聚丙烯的阻燃性能,在用量为65%时,氧指数达到31.9%,垂直燃烧特性可达UL94V-0级。     

苎麻落麻的表面处理及其复合材料的性能研究

采用甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈接枝,硅烷偶联剂(A-151)偶联,聚氯乙烯(PVC)包覆等方法对苎麻落麻纤维进行表面处理;测试了处理前后落麻纤维的吸水率、单丝强度及其与环氧树脂(EP)、酚醛树脂(PF)和不饱和聚酯(UP)等的接触角;观察了偶联和包覆后落麻纤维的表面状况;选取偶联和包覆后的落麻纤维制备了UP/落麻毡和PP/落麻纤维复合材料,测试了其拉伸和弯曲性能并观察了处理前后复合材料的拉伸断面形貌。结果表明,接枝、偶联和包覆不仅降低了落麻纤维的吸水速率。而且也降低了平衡吸水量;接枝对落麻纤维单丝强度影响最大,偶联次之,包覆最小;接枝、偶联和包覆均能大幅度改善落麻纤维与EP、PF和UP的浸润性;偶联和包覆后的落麻纤维表面都比处理前粗糙;偶联使UP/落麻毡复合材料的拉伸强度、拉伸弹性模量提高了21％,弯曲强度提高了34％,弯曲弹性模量提高了40％,包覆使PP/落麻纤维复合材料的拉伸、弯曲强度提高了20％左右。     

硫酸钡/聚丙烯复合材料的力学性能及形态结构

采用铝酸酯和钛酸酯偶联剂对BaSO4进行表面处理,通过熔融共混制备了聚丙烯(PP)/BaSO4复合材料。研究了BaSO4粒径和填充量、偶联剂种类及用量对PP/BaSO4复合材料力学性能、流动性能的影响。结果表明:BaSO4粒径越小,在基体树脂中的分散性越好,复合材料的韧性改善越明显;采用偶联剂处理的BaSO4对PP进行填充改性,可有效提高复合材料的冲击韧性和断裂伸长率,使用铝酸酯偶联剂处理的改性效果明显优于钛酸酯偶联剂;在PP/BaSO4复合材料试样的冲击断面上存在许多粒子抽出后留下的孔穴,而孔穴的形成使复合材料的韧性得到提高。