LLDPE/PA66原位成纤复合材料形态及性能研究

通过熔融挤出——热拉伸的方法研究了线性低密度聚乙烯/聚酰胺66(LLDPE/PA66)原位成纤复合材料,探讨了分散相含量对复合体系中分散相形态及其尺寸的影响,同时利用扫描电子显微镜(SEM)和差示扫描量热仪(DSC)对分散相形态以及复合材料熔融结晶行为进行了表征,并分析这些行为对复合材料拉伸强度的贡献。结果表明,分散相在复合体系中形成了微纤,随分散相含量的增加,微纤尺寸先增大再减小;当PA66质量分数达到20%,复合材料结晶度比LLDPE的提高9.3%,此时拉伸强度为LLDPE的2.1倍。     

PBAT/PA6原位微纤复合材料的性能

为了对聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯(PBAT)进行增强改性,选择尼龙6 (PA6)作为分散相,采用自制的多级挤出拉伸装置制备了PBAT/PA6原位微纤复合材料。通过扫描电子显微镜、万能试验机、差示扫描量热仪与旋转流变仪对PBAT/PA6原位微纤复合材料的微观结构、力学性能、结晶性能及流变性能进行研究。结果表明,分散相PA6在PBAT基体中形成了微纤,当PA6质量分数为4%时,在PBAT-4试样的断面中PA6分散相呈短棒状形状,随着PA6含量的增大,PA6微纤平均直径逐渐增大,其直径分布范围也增大;当PA6质量分数为12%时,PBAT-12试样中的PA6微纤长度较长,大部分PA6微纤的长度大于30μm。PA6的加入提高了PBAT的结晶温度及屈服强度,PA6微纤对PBAT的结晶起到明显异相成核作用,使PBAT的结晶温度提高了14℃左右,PBAT/PA6原位微纤复合材料的玻璃化转变温度随PA6含量增加而逐渐向高温方向移动;随着PA6含量的增加,PBAT/PA6原位微纤复合材料的屈服强度及拉伸弹性模量先增大后减小,PBAT-12试样的屈服强度及拉伸弹性模量最大,分别为10.3 MPa和233.5...     

分散相含量对HDPE/PA6原位成纤增强复合材料性能的影响

采用熔融挤出-微纳叠层共挤制备了HDPE/PA6原位成纤增强复合材料,通过SEM分析了分散相PA6含量对其在基体中的形态及分布的影响;讨论了两种加工方式下分散相PA6含量对复合材料静态力学性能和耐热性能的影响以及加工方式对复合体系力学性能的作用。结果表明:在原位成纤增强复合材料中存在直径为2～5μm的纤维,当HDPE/PA6质量比为85/15时,微纤直径约为3μm,此时,与普通共混体系相比,原位成纤增强复合体系的拉伸强度提高了6.9%,拉伸模量提高了14.8%,冲击强度提高10.03%;随PA6含量的增加,原位成纤增强复合体系维卡软化温度明显提高,PA6质量分数为25%时比普通共混体系提高8.8℃。     

原位微纤增强复合材料的结构与性能

采用熔融挤出——热拉伸——牵引拉伸制备了HDPE/PA6原位成纤增强复合材料,通过SEM分析了分散相PA6含量对其在基体中的形态及分布的影响;讨论了两种加工方式条件下分散相PA6含量对复合材料拉伸性能和冲击韧性的影响以及加工方式对复合体系力学性能的影响。结果表明：在原位成纤增强复合材料中存在直径为2～5 μm的纤维,当HDPE/PA6质量比为85/15时,微纤直径约为3 μm,此时,与普通共混复合材料相比,原位成纤增强复合材料的拉伸强度提高了6.9%,拉伸模量提高了14.8%,冲击强度提高10.03%。     

微纳层叠共挤PP/PA6/CNTs原位微纤复合膜的制备及性能研究

采用双转子连续混炼挤出机与微纳层叠共挤出成型设备制备了聚丙烯/聚酰胺6/碳纳米管（PP/PA6/CNTs）复合材料和原位微纤复合膜,通过扫描电子显微镜（SEM）、流变仪、差示扫描量热仪（DSC）、万能拉伸试验机及电阻测试仪对其微观结构、流变性能、结晶性能、力学性能和导电性能进行了表征。结果表明,与共混相比,微纳层叠共挤出法使得分散相PA6/CNTs形成了微纤,微纤的形成不仅提升了复合膜的动态流变性能,并且增加了基体PP相的结晶度,提高了PA6相的结晶温度,提升了复合膜的结晶性能;当CNTs含量为0.5 %（质量分数,下同）时,复合膜的拉伸强度和断裂伸长率均达到最大值,分别为42.17 MPa和857.82 %,体积电阻率（R）下降到10⁴ Ω·cm,综合力学性能和导电性能达到最佳。     

原位成纤增强POE弹性体的制备

利用双螺杆熔融挤出-微纳叠层共挤方法制备了POE/PP原位成纤增强复合材料,通过扫描电子显微镜(SEM)研究了POE/PP原位成纤增强复合材料的形态,结果表明:分散相PP在POE基体中形成了长径比很大的微纤,且微纤粗细较均匀;对POE/PP原位成纤增强复合材料的动态力学研究表明:分散相PP的添加,能够使POE基体的储能模量大幅提高,损耗因子明显下降;拉伸测试研究表明:PP微纤的形成显著提高了POE弹性体的拉伸强度,当PP质量分数为30%时,POE/PP原位成纤增强复合材料的拉伸强度是纯POE的2.92倍。     

黏度比对EVA/PP原位微纤复合材料形态及性能的影响

采用熔融挤出-微纳叠层共挤制备了不同黏度比的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)/聚丙烯(PP)原位微纤复合材料,通过扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)和微机控制电子万能试验机研究了EVA/PP原位微纤复合材料中黏度比对分散相形态的影响,分散相尺寸对复合材料结晶行为、熔融温度以及拉伸强度的影响。结果表明:黏度比增加,分散相PP更易形成大长径比微纤,从而改善分散相与基体相界面相容性,改善复合材料结晶行为,增加结晶度,提高EVA/PP原位微纤复合材料拉伸强度。     

玻璃纤维增强尼龙66复合材料的结构与性能

使用双螺杆挤出机,采用共混改性方法制备玻璃纤维(GF)增强尼龙66(PA 66)复合材料(GF-PA 66),并对其结构、热性能和力学性能进行了表征。结果表明:制备的GF质量分数分别为20%,25%,30%的GF-PA 66复合材料的密度均低于1.4 g/cm~3,GF在GF-PA 66复合材料体系中呈现纤维交错复杂的网络结构;GF-PA 66复合材料的起始热降解温度均在320℃以上,具有较好的耐热性;随着GF含量的增加,GF-PA 66复合材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量升高,当GF质量分数达到30%时,复合材料的拉伸强度为147.4 MPa,比纯PA 66提高了75%,弯曲强度达到202 MPa,比纯PA 66提高了112%,弯曲模量达到7 783.3 MPa,比纯PA 66提高了175%;随着GF含量的增加,GF-PA 66复合材料的悬臂梁冲击强度先降低后升高,当GF质量分数为30%时,复合材料的悬臂梁冲击强度高于纯PA 66。     

增容作用对PP/PA6原位微纤复合材料形貌及性能的影响

以马来酸酐接枝聚丙烯（PP-g-MAH）为增容剂,采用熔融挤出?热拉伸法制备了聚丙烯（PP）/聚酰胺6（PA6）/PP-g-MAH原位微纤复合材料。研究了复合材料的微观相形态以及结晶、流变和力学性能。结果表明,加入0.5 %（质量分数,下同）的PP-g-MAH有利于大长径比PA6微纤的形成;而当PP-g-MAH的含量继续增加时,相界面相容性的提高反而阻碍了微纤的生成;加入0.5 % PP-g-MAH的PP/PA6原位微纤复合材料在动态流变特性中呈现出很强的弹性响应,并且其结晶和力学性能显著改善。     

PLA/PBAT原位微纤复合材料的制备与性能研究

采用自制的多级挤出拉伸装置实现了聚乳酸(PLA)在聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯(PBAT)中原位成纤,并对PLA/PBAT原位微纤复合材料的微观形貌、力学性能、流变性能进行了研究。结果表明,PLA在PBAT基体中形成了微纤,随着PLA含量的增加,PLA微纤的平均直径增大;纯PBAT经多级挤出拉伸装置制得的片材的拉伸强度为50.1 MPa,随着PLA微纤含量的增加,复合材料的拉伸强度逐渐下降,断裂应变及拉伸模量逐渐增大;随着PLA微纤含量的增加,体系的G′逐渐升高,在低频区复合材料的G′对频率的敏感性降低,当PLA微纤含量为20%,复合材料的弹性性质更加明显。     

纳米蒙脱土对PA66/PP共混物结构与性能的影响!

通过融挤出制备了PA66/PP/纳米蒙脱土(OMMT)共混物,采用广角X射线衍射(WAXD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等研究了OMMT在PA66/PP共混物中的分散及其对PA66/PP共混物力学性能、结构的影响。结果表明,OMMT主要为剥离状态分布于PA66/PP中。随OMMT含量增加,PP分散相尺寸逐渐减小,且5 phr OMMT时,PP分散相尺寸达到最小。PA66/PP/OMMT共混物的拉伸强度和模量呈上升趋势,缺口冲击强度下降。     

POE-g-MAH对PA66/纳米TiO_2复合材料力学性能及相容性的影响

采用熔融共混法制备了尼龙(PA)66/马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MAH)/纳米TiO2复合材料,通过万能材料试验机、冲击试验机、熔体流动速率(MFR)测试仪等研究了POE-g-MAH对复合材料力学性能及MFR的影响,利用Molau实验和FSEM考察了POE-g-MAH与PA66的相容性。结果显示,POE-g-MAH与PA66基体有很好的相容性;随着POE-g-MAH用量的增加,PA66/POE-g-MAH/纳米TiO2复合材料的缺口冲击强度逐渐增加,拉伸强度、弯曲强度、拉伸弹性模量及MFR逐渐降低;当POE-g-MAH质量分数为12%时,复合材料的综合性能最佳,缺口冲击强度、拉伸强度、弯曲强度、拉伸弹性模量和MFR分别为20.89kJ/m2,41.15MPa,64.2MPa,1428.15MPa和19.2g/(10min)。     

PA 6原位成纤复合改善PP的力学性能

采用挤出-热拉伸-淬冷法制备均聚聚丙烯(PP-H)/聚酰胺(PA)6原位成纤复合材料,研究PA 6的原位微纤化对PP-H力学性能的影响。结果表明:实验设计工艺可实现PA 6在PP-H基体中的原位微纤化,纤维直径约为0.5～2.0μm,但PA 6微纤与PP-H基体的界面结合性差,对PP-H的力学性能改善不佳;添加少量增容剂马来酸酐接枝聚丙烯,可显著改善PP-H的力学性能,当w(PA 6)为15%时,添加少量增容剂后,复合材料的拉伸强度、弯曲强度、简支梁缺口冲击强度分别为未添加增容剂时的1.27,1.39,1.49倍;注塑温度对复合材料中PA 6分散相的形态及材料力学性能有明显影响,高温注塑试样的力学性能普遍低于低温注塑试样。     

石墨烯/聚丙烯复合材料制备及性能研究

以石墨烯(GNPs)为填料对聚丙烯(PP)进行改性,通过球磨和熔融挤出共混的方法制备了一系列不同GNPs含量的GNPs/PP复合材料。用X射线衍射、扫描电子显微镜、电导率测试及拉伸测试等手段对复合材料的结构和性能进行表征分析,研究GNPs含量对复合材料性能的影响。结果表明:随着GNPs含量的增加,复合材料的电导率逐渐增大;当GNPs质量分数为15%时,复合材料的电导率达到0. 127 S/cm;复合材料的电阻逾渗阈值在GNPs质量分数为5%～8%之间。在力学性能方面,随着GNPs含量的增加,复合材料的拉伸强度呈现出先增加后降低的趋势;当GNPs质量分数为3%时,复合材料的拉伸强度达到最大,为35. 658 MPa,比纯PP提高了21. 04%;复合材料的弹性模量随着GNPs含量的增加而增加,在GNPs质量分数为15%时,复合材料的弹性模量比纯PP提高了89. 6%,达到2 068. 54 MPa。本文对制备高导电和高强度的导电聚合物或者导电纤维母粒可以提供一定的参考价值。     

水滑石在二乙基次膦酸铝阻燃PA66/GF材料中的应用

采用双螺杆挤出造粒工艺制备二乙基次膦酸铝(AlPi)阻燃玻璃纤维增强尼龙66(PA66/GF)复合材料，研究水滑石替换传统三聚氰胺聚膦酸盐(MPP)对复合材料综合性能的影响。结果表明：水滑石含量增加会导致复合材料拉伸强度及悬臂梁缺口冲击强度降低，水滑石添加质量分数为6%时，复合材料拉伸强度由122 MPa降低至114 MPa,悬臂梁缺口冲击强度由8.3 kJ/m²降低至7.6 kJ/m²,但弯曲强度及弯曲模量有所增加。当水滑石添加质量分数超过6%时，燃烧后碳层强度及致密性明显提升，材料可获得稳定的V-0阻燃等级。锥形量热测试分析进一步证明水滑石的引入可以降低引燃时间(TTI)、平均热释放速率(mHRR)和总热释放量(THR),参与提升碳层强度及致密性，改善复合材料阻燃性能。     

PA66/TLCP/HNTs纳米管复合材料的制备与性能

采用熔融共混方法制备了尼龙(PA)66/热致液晶聚合物(TLCP)/埃洛石纳米管(HNTs)复合材料,研究了其热性能、微观形态及力学性能.结果表明,当TLCP的质量分数为4%、HNTs的质量分数为15%时,复合材料的综合性能最佳.其拉伸强度、拉伸弹性模量、弯曲强度及弯曲弹性模量相比纯PA66分别提高了30.4%、76.9%、34.4%、91.7%.熔体的加工流动性得到改善,PA66/TLCP/HNTs复合材料的吸水性能明显降低.少量的TLCP有利于提高PA66/TLCP复合材料的结晶性能和熔融温度;HNTs的加入能提高复合材料的结晶温度,与基体有较好的界面结合;TLCP及HNTs能在基体中均匀地分散,TLCP在PA66/TLCP/HNTs复合材料中形成微纤结构,且沿纤维轴方向取向.     

硫酸镁晶须对微发泡PP复合材料力学性能的影响

将改性的碱式硫酸镁晶须加入到聚丙烯(PP)中,在二次开模条件下制备微发泡PP/硫酸镁晶须复合材料,分析了不同含量的硫酸镁晶须对微发泡复合材料力学性能的影响。结果表明:硫酸镁晶须具有填充增强作用,当晶须含量为25%时,微发泡复合材料的拉伸强度达到30.5MPa,与未发泡PP拉伸强度(30.8MPa)相近。     

氯化锌对聚酰胺1010/氯化锌复合材料结构与性能的影响

利用熔融挤出法制备了聚酰胺1010(PA1010)/氯化锌(ZnCl2)复合材料,研究了ZnCl2的含量对PA1010/ZnCl2复合材料的结晶行为、力学性能、光学性能的影响。结果表明:随着ZnCl2含量的增加,PA1010/ZnCl2复合材料的结晶不完善程度增大,熔点降低。另外,PA1010/ZnCl2复合材料的拉伸强度随着ZnCl2含量的增加逐渐增大,当ZnCl2含量为8%时,复合材料的拉伸强度达到最大值66.2 MPa,与PA1010(52.2 MPa)相比提高了26.7%。当ZnCl2含量为8%时,可以得到熔点较低,力学性能优良和透光率较好的PA1010/ZnCl2复合材料。     

组分对PA6/PP/滑石粉三元复合材料的影响

通过双螺杆挤出制备了尼龙6(PA6)/聚丙烯(PP)/滑石粉三元复合材料,考察不同PA6、PP及滑石粉和增容剂种类及含量对PA6/PP/滑石粉三元复合材料力学性能的影响。结果表明,中黏度(2.4~2.7 Pa·s)PA6、聚乙烯(PE)含量达到7%~9%的嵌段共聚PP及粒径为2~5μm的滑石粉制备的PA/PP/滑石粉三元复合材料具有优异的力学性能;随着PA6含量增加,PA6/PP/滑石粉三元复合材料的拉伸、弯曲强度增加,吸水率上升,PP含量增加,PA6/PP/滑石粉三元复合材料吸水率下降,拉伸强度和弯曲强度也下降;滑石粉的粒径越大,PA6/PP/滑石粉三元复合材料的刚性越好,冲击强度越差,滑石粉的粒径越小,则容易团聚,三元复合材料形成应力集中点;增容剂马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVAC-g-MAH)和马来酸酐接枝三元乙丙橡胶(EPDM-g-MAH)复配对PA6/PP/滑石粉三元复合材料增容效果优于马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)或EPDM-g-MAH;当EVAC-gMAH和EPDM-g-MAH添加量各为5%,PA6/PP/滑石粉质量比为50/20/20时,制备出的PA6/PP/滑石粉三元复合材料具有较佳的力学性能,并有优异的加工性能,其缺口冲击强度可达6.6 k J/m^2。     

高含量玻璃纤维增强PA66/PA6I复合材料的制备及性能研究

采用双螺杆挤出机制备了高含量玻璃纤维增强聚酰胺66 (PA66)/聚间苯二甲酰己二胺(PA6I)复合材料,对不同配比的复合材料进行了表面性能、成型收缩率、吸水率、热变形温度、力学性能的研究。结果表明,添加PA6I可以有效改善复合材料的表面性能,当PA6I含量大于10%时,复合材料表面浮纤消失;复合材料的成型收缩率、吸水率、热变形温度均随着PA6I含量的增加而降低,复合材料的力学性能随着PA6I含量的增加先增加后降低;当PA6I含量为10%时,复合材料的拉伸、弯曲、缺口冲击性能均达到最大值。