螺杆类型对玻纤增强液晶聚合物二次料流变及力学热学性能的影响

研究了挤出过程中螺杆类型的变化对玻纤增强液晶聚合物二次料(RLCP-6130)流变、力学、热学性能的影响。结果表明,采用长径比为30∶1、直径为30mm的单螺杆挤出,RLCP-6130的流变和热性能下降幅度最低,玻纤平均长度和力学性能下降幅度分别低于8.4%和7.6%。随着单螺杆长径比和直径的增加,复合材料在挤出过程的停留时间加长,受到的剪切作用也增加,材料的玻纤平均长度、力学和热学性能下降幅度增加。RLCP-6130采用双螺杆(L/D=30,Φ=30mm)挤出时,玻纤平均长度和力学性能下降幅度分别超过50%和21%,剪切黏度和热学性能也出现最大幅度的降低。     

玻纤改性及加工工艺对阻燃增强PBT性能的影响

采用硅烷偶联剂对玻璃纤维进行改性,并探讨螺杆转速和螺杆组合对阻燃增强聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)力学性能的影响。结果表明:改性玻纤提高了玻纤和基体界面的相互作用,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度分别提高了10.6%、13%和19.6%;主机螺杆转速过高或螺杆组合的剪切过强都会使玻纤长度低于0.4mm而起不到增强作用,导致材料的力学性能下降。应在保证塑化的前提下,减弱螺杆的剪切,并适当辅与反向剪切块以提高增韧剂的分散性,方可制得综合性能优异的阻燃增强PBT复合材料。     

螺杆类型对玻纤增强阻燃聚己二酰丁二胺二次料力学和热学性能的影响

通过研究挤出过程中螺杆类型的变化对玻纤增强阻燃聚己二酰丁二胺二次料(RGFFRPA46)的玻纤长度、力学、热学性能的影响。结果说明,采用长径比为4.3∶1的单螺杆挤出后,RGFFRPA46的玻纤平均长度和力学性能下降幅度分别为4.4%和3.6%,热性能下降不明显。随着单螺杆长径比增加为40∶1,RGFFRPA46在挤出过程的停留时间加长,受到剪切作用增加,导致RGFFRPA46挤出后的玻纤平均长度、力学和热学性能下降幅度增加。当RGFFRPA46采用螺杆长径比30∶1、直径为30mm的双螺杆挤出后,其玻纤平均长度和力学性能下降幅度分别达到了33.2%和23%,并且热学性能降低幅度最大。     

酰胺链硅烷界面结合剂对尼龙66/玻纤复合材料性能的影响

采用熔融挤出共混制备了尼龙66(PA66)/玻璃纤维(GF)复合材料,比较了常用硅烷偶联剂KH550与不同有机酸封端的酰胺链硅烷界面结合剂(ASI)对复合材料的力学性能、动态力学性能及界面层结构的影响,探究了复合材料中界面层形成的机理。结果表明,ASI与玻纤表面反应发生了化学反应,ASI添加量为1.5%时,对PA66/GF复合材料的力学性能改善效果最明显,其中,以对苯二甲酸封端,相对分子质量为2000左右的PTA-ASI使PA66/GF复合材料的界面能力提升最高,拉伸强度提高了54.8%,复合材料的综合性能提高最为显著。     

挤出机螺杆转速对马来酸酐官能化POE性能及增韧PA66效果的影响

采用在熔融挤出过程中添加引发剂与提高双螺杆挤出机螺杆转速的复合引发方法,研究了引发剂的含量、螺杆转速对马来酸酐官能化POE的接枝率、熔体流动速率和凝胶含量的影响。结果表明,提高双螺杆挤出机的螺杆转速可以较好地抑制POE在官能化过程中的交联副反应,控制制得具有较高接枝率(Gd=0.6%~0.92%)、较好熔体流动性(MI=0.4~4.0g/10min)和较低凝胶含量(≤0.3%)的官能化产物。复合引发所得官能化产物POE-g-MAH对PA66的增韧效果明显优于单纯采用引发剂引发所得产物。25%复合引发官能化POE产物可使PA66的缺口冲击强度由6.5kJ/m2提高至110kJ/m2。     

硅烷偶联剂对玻璃纤维/聚氨酯复合材料性能的影响研究

采用硅烷偶联剂(KH550)对玻璃纤维进行表面处理,并对改性玻纤进行红外分析,结果证明硅烷偶联剂使玻璃纤维表面基团增加。用改性玻纤制备改性玻纤/聚氨酯复合材料,与原玻纤增强聚氨酯材料的力学性能及泡孔结构进行对比。结果表明:硅烷偶联剂处理能够提高玻璃纤维与聚氨酯基体的界面强度,改善玻璃纤维在聚氨酯基体中的分散情况,使玻璃纤维/聚氨酯复合材料的力学性能提高,同时改善复合材料的泡孔结构。     

微型锥形双螺杆挤出机混合性能的数值模拟

微型锥形双螺杆挤出机(MCTSE)越来越多地应用于新型聚合物纳米复合材料的制备,但对其共混过程的理论研究相对较少。文中首先数值模拟MCTSE挤出聚丙烯(PP)熔体的过程,考察了加工参数和螺杆构型对MCTSE输送能力和沿着轴向平均压力分布的影响。研究表明,螺杆转速和螺距的增加均有利于提高熔体输送能力,沿着螺杆挤出方向,平均压力是先增加后减小。由求解得到速度场的时间积分获得粒子从入口到出口的运动轨迹,统计结果表明,MCTSE的螺杆结构有利于改变剪切或拉伸流动形态,螺杆转速更有利于调控停留时间分布(RTD)。文中采用的数值模拟方法可以点对点分析MCTSE内高聚物熔体沿着轴向流动的分散、分布和轴向混合特征。     

高熔体强度聚丙烯的挤出发泡行为

研究了高熔体强度聚丙烯为发泡树脂的挤出发泡行为,分别采用聚合物流变工作站、偏光显微镜、扫描电镜等考察了挤出配方和工艺对发泡体系流变性能及发泡性能的影响。研究发现,高熔体聚丙烯的熔体黏度随发泡剂用量、螺杆温度、螺杆转速的提高而降低,聚丙烯发泡制品的泡孔形态、泡孔密度和尺寸在螺杆温度为(185±3)℃,模头温度为(153±1)℃,螺杆转速为(19±2)r/min,自制发泡剂体系用量为4%时最佳,泡孔尺寸均匀且泡孔密度可以达到每立方厘米2.65×1013个以上,此时发泡倍率为9.6倍。     

建筑节能用玻纤复合材料的制备及其性能研究

选择以环氧树脂E51为基体，玻璃纤维为增强相，间苯二胺为固化剂，玻璃纤维掺杂量为环氧树脂和固化剂总质量的0,5%,10%,15%和20%,制备出了玻纤复合材料。研究了不同玻璃纤维掺杂量对玻纤复合材料微观形貌、孔径分布、力学性能及导热性能的影响。结果表明，掺入适量的玻璃纤维后提高了环氧树脂各部分与纤维之间的结合强度，从而改善了玻纤复合材料的致密性，减小了平均孔径、孔体积和孔隙。当玻璃纤维的掺杂量为15%(质量分数)时，玻纤复合材料的孔洞和缺陷数量最少，结合强度和致密性最佳，孔体积最小为0.95 cm³/g,平均孔径最小为26.3 nm,孔隙率最低为0.93%。随着玻璃纤维掺杂量的增加，玻纤复合材料的抗拉强度、断裂延伸率和抗折强度均先增高后降低，导热系数先降低后增大。当玻璃纤维的掺杂量为15%(质量分数)时，抗拉强度、断裂延伸率和抗折强度均达到最大值，分别为45.10 MPa, 1.61%和39.60 MPa;导热系数最低为0.021 W/(m·K),保温性能最佳，在建筑节能材料的开发与应用方面具有广阔的前景。     

PP/ PA6原位成纤复合材料II. 加工条件对性能、形态的影响

在PP/ PA 6共混物的挤出加工中分别调整加工温度、挤出机螺杆转速、牵引速率, 得到不同加工条件下的PP/ PA 6原位成纤复合材料。研究了加工条件与分散相形态、力学性能的关系。发现当螺杆转速越高、牵引速率越快、加工温度越低, 分散的PA 6纤维尺寸越小, 复合材料的力学性能越好。     

轮胎胶应力诱导脱硫及热塑性弹性体的制备

采用提高双螺杆挤出机螺杆转速的高剪切应力诱导方法,研究了螺杆转速、挤出反应温度及螺杆长径比对脱硫轮胎胶共混物凝胶含量、熔体流动速率和溶胶红外吸收光谱的影响。研究了脱硫工艺条件对脱硫轮胎胶/HDPE/EPDM热塑性弹性体力学性能的影响。实验结果表明,挤出机的高剪切应力作用,可诱发轮胎胶粒中交联网络的断链和氧化降解作用,引起脱硫共混物凝胶含量的下降、熔体流动速率的增加和脱硫共混物溶胶分子链中醚键、酯键、过氧酸和磺酸酯基团的明显增加。挤出机螺杆转速越快、挤出反应温度越高或螺杆长径比越大,其所得热塑性弹性体中未脱硫凝胶颗粒尺寸就越小。     

长玻璃纤维增强聚丙烯

采用自行研制的熔体浸渍包覆长玻璃纤维装置,制备了长玻纤增强聚丙烯(LFT-PP)复合材料。研究了玻纤含量(10%(质量分数,下同)、20%、30%、和40%)、预浸料粒料长度(3mm和18mm)及相容剂聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)含量(2%、4%、6%、和8%)对长玻纤增强聚丙烯(LFT-PP)复合材料力学性能的影响。结果表明,长玻璃纤维增强聚丙烯(LFT-PP)的力学性能明显优于短玻璃纤维增强聚丙烯,当玻纤含量在30%时,拉伸强度达到50MP左右,冲击强度达到6kJ/m2左右,相容剂PP-g-MAH的加入增强了界面粘接强度,大幅度地提高了长玻纤增强聚丙烯(LFT-PP)复合材料的力学性能,当相容剂PP-g-MAH含量达到3%左右,其综合力学性能达到最佳值,拉伸强度达到100MP左右,冲击强度达到10kJ/m2左右。     

全氟磺酸树脂的熔融挤出加工性能及其离子交换膜的制备

用熔融挤出法制得不同厚度、表观平整密实的全氟磺酸离子交换膜(PFSIEM).利用热失重(TGA)、示差扫描量热分析(DSC)、毛细管流变仪、X射线衍射(XRD)研究了全氟磺酸树脂(PFSR)的热稳定性、熔体流变特征及挤出薄膜的结晶特性.实验表明:在400℃之前树脂热稳定性很好;全氟磺酸树脂熔体属假塑性流体,具有切力变稀特性,可以用熔融挤出法加工成膜;熔融挤出加工过程几乎没有改变树脂的结晶性能,挤出薄膜有一定的结晶度.研究了挤出机螺杆转速与三辊上光机线速度对薄膜成型性的影响,结果表明:当螺杆转速超过45 r/min时,PFSR不能塑化成型为薄膜;特定螺杆转速下,在一定范围内调节上光机线速度可制得厚度不同的薄膜.     

LGF/PBT/RP复合材料的玻纤长度与阻燃性能的相关性研究

采用不同长度的长玻纤增强聚对苯二甲酸丁二醇酯/红磷(LGF/PBT/RP)阻燃复合材料,通过光学显微镜、燃烧性能测试、扫描电镜(SEM)、动态热机械分析(DMA)和力学性能测试等研究了玻纤长度与阻燃性的相关性。结果表明:随着玻纤长度增加,LGF/PBT/RP阻燃复合材料中玻纤的实际有效长度分布先向玻纤较长区域移动再向玻纤较短区域移动,玻纤在该基体中开始呈现均匀分散后逐渐出现团聚现象,且LGF/PBT/RP阻燃复合材料的垂直燃烧(UL-94)的燃烧时间、平均热释放速率(AvHRR)、总烟释放量(TSR)、总热释放量(THR)、平均有效燃烧热(Av-EHC)和火蔓延指数(FIGRA)呈先减小后增大的趋势,极限氧指数(LOI)则呈先增大后减小的趋势。这表明玻纤的实际有效长度增大,有助于提高LGF/PBT/RP阻燃复合材料的阻燃性能,即玻纤长度对LGF/PBT/RP阻燃复合材料的阻燃性有影响。     

玻璃纤维静电吸附粘土和成核剂增强聚酰胺66复合材料

通过静电吸附方法在玻璃纤维(GF)表面吸附粘土和成核剂,将改性玻璃纤维增强体与聚酰胺66(PA66)熔融共混制备高性能复合材料.通过扫描电子显微镜观察了粘土和成核剂在玻璃纤维表面的分散状态以及玻璃纤维与基体的界面连接.结果表明,在玻璃纤维表面静电吸附粘土和成核剂,不仅有助于粘土的分散,而且可以提高玻璃纤维与基体的界面连接.玻璃纤维表面吸附的粘土和成核剂可以诱导PA66分子链在纤维表面结晶,提高复合材料的力学性能.因此,与传统PA66/GF复合材料相比,在GF表面吸附少量的粘土(0.18wt％)和成核剂(0.07wt％)可以使复合材料的拉伸和弯曲模量分别提高12.2％和12.8％.     

偶联剂对玻璃纤维增强淀粉/聚乳酸复合材料性能的影响

分别以马来酸酐、KH550、KH560和KH570为偶联剂对玻璃纤维进行预处理,再与淀粉、聚乳酸(PLA)复合,通过熔融挤出法制备玻璃纤维增强淀粉/PLA复合材料。研究了偶联剂种类对玻璃纤维增强复合材料熔融指数、力学性能、热性能和熔融流变性能的影响。实验发现马来酸酐、KH550、KH570、KH560处理玻璃纤维增强淀粉/PLA复合材料的熔融指数和力学性能都依次增大,表明KH560处理玻璃纤维增强淀粉/PLA复合材料的界面黏结作用最强。对热性能进行表征发现,马来酸酐、KH550、KH570、KH560处理玻璃纤维增强淀粉/PLA复合材料玻璃化转变温度、重结晶温度、结晶度和热稳定性均依次提高。受玻璃纤维与淀粉/PLA基体界面黏结效果的影响,马来酸酐、KH550、KH570、KH560处理玻璃纤维增强淀粉/PLA体系的储能模量和复数黏度依次增大。     

聚丙烯/热致液晶聚合物/玻璃纤维混杂复合材料 Ⅱ: 混杂复合材料的静态及动态力学性能

对具有良好液晶聚合物微纤结构的聚丙烯/热致液晶聚合物/玻璃纤维 (PP/TLCP/GF) 混杂复合材料,使用静态拉伸和动态力学分析 (DMA) 的方法研究了材料的力学性能。拉伸实验结果表明,混杂复合材料的拉伸强度和模量随着PP和TLCP挤出后的牵伸速率增大而上升,并且含有增容剂PP-g-MAH的体系,力学性能更优异。DMA测试结果表明,混杂复合材料的动态模量E'随着体系中玻纤的含量增加而增大;当体系中加入增容剂后,复合材料的刚性得到进一步提高。但无论是否使用了增容剂PP-g-MAH,当体系中玻纤含量高于20%后,模量随玻纤含量增大的趋势变缓。当体系中增强相的含量增加,以及加入增容剂使增强相与基体的界面粘结得到改善后,PP基体的损耗因子 (tanδ) 峰值都有一定的减小。      

玻璃纤维静电吸附粘土和成核剂增强聚酰胺66复合材料（英文）

通过静电吸附方法在玻璃纤维(GF)表面吸附粘土和成核剂,将改性玻璃纤维增强体与聚酰胺66(PA66)熔融共混制备高性能复合材料。通过扫描电子显微镜观察了粘土和成核剂在玻璃纤维表面的分散状态以及玻璃纤维与基体的界面连接。结果表明,在玻璃纤维表面静电吸附粘土和成核剂,不仅有助于粘土的分散,而且可以提高玻璃纤维与基体的界面连接。玻璃纤维表面吸附的粘土和成核剂可以诱导PA66分子链在纤维表面结晶,提高复合材料的力学性能。因此,与传统PA66/GF复合材料相比,在GF表面吸附少量的粘土(0.18wt%)和成核剂(0.07wt%)可以使复合材料的拉伸和弯曲模量分别提高12.2%和12.8%。     

Talc/GF复合增强PA66材料的协同效应

采用滑石粉(Talc)/玻纤(GF)作为复合增强体系,通过双螺杆挤出机制备了一系列增强尼龙66(PA66)材料。研究了Talc与GF的配比对增强PA66复合材料力学性能的影响,并用扫描电镜(SEM)和差示扫描量热(DSC)方法对复合材料的微观结构、非等温结晶过程进行了研究。研究结果表明,当PA66/Talc/GF质量配比为70/5/25时Talc与GF复合增强PA66有明显的协同效应,复合材料的拉伸强度、弯曲强度以及缺口冲击强度都明显提高。Talc和GF对PA66具有有效的异相成核作用,其加入使得结晶度增大,结晶温度升高;Talc以及GF在PA66基体中分散均匀,GF沿Talc面取向明显,相互协同形成了特殊的三维网络结构。     

从流变学数据推导尼龙6,尼龙66和尼龙46聚酰胺的临界挤出参数

介绍了使用毛细管流变仪测定尼龙６、尼龙６６和４６聚酰胺等工程塑料的流变性质一种新方法。对于带、管和民型坯挤出，熔化粘度作为温度、切变速率的停留时间的函数，对其数据进行了测定和评价、说明了如何准确地预测监界挤出参数，例如机筒温度分布、口型原料温度、螺杆设计要求，本研究的结果提供一种简单可行的质量控制工具，来选拔具有最佳工艺过程的聚酰胺树脂，并推导出挤出临界工艺参数。