聚丙烯/β-环糊精复合材料发泡性能及力学性能的研究

以β-环糊精(BC)为成核剂,通过微孔注塑发泡工艺制备了发泡聚丙烯(PP)复合材料。采用差示扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)等技术,研究了不同含量BC (0.25%～7%,质量分数,下同)对发泡聚丙烯复合材料发泡性能及力学性能的影响。结果表明:随着BC的加入,PP的发泡性能得到明显改善。添加7%的BC可以得到理想的泡孔形貌,泡孔直径为27.17μm,密度达1.23×10~7cell/cm~3。BC的加入使PP的结晶温度、结晶速率、粘度均有明显改善,有利于PP在更高温度下结晶并防止泡孔坍塌和并泡。与发泡聚丙烯材料相比,发泡PP/BC复合材料的拉伸、弯曲、冲击强度分别提高了21.2%、7%、12%。     

化学发泡剂含量对秸秆纤维/聚丙烯复合材料性能的影响机理

目的 揭示发泡剂含量对微发泡注塑成型秸秆纤维/聚丙烯复合材料(SF/PP)密度及力学性能的影响规律,提供制备低密度高性能SF/PP材料的发泡剂用量工艺参考。方法 以偶氮二甲酰胺(AC)为化学发泡剂,制备了注塑发泡SF/PP,利用扫描电子显微镜、电子万能实验机和红外光谱测试等手段,分析了不同发泡剂含量下SF/PP的拉伸、弯曲、冲击性能、泡孔微观形貌和分布以及复合材料红外光谱图,通过实验对比分析了不同发泡剂含量下材料性能的变化规律。结果 当AC含量增加时,微发泡SF/PP的密度先降低后升高,冲击强度则先升高后降低,拉伸和弯曲强度为逐渐降低。当AC的质量分数为4%时,微发泡SF/PP的综合性能最佳,泡孔结构最好;微发泡(SF/PP)红外光谱图结果显示,在3420cm^-1处的—OH伸缩振动峰强度高于未发泡复合材料的,这表明秸秆纤维表面极性增大,秸秆纤维与树脂之间的结合性变差,导致微发泡SF/PP的拉伸强度低于未发泡材料的。结论 适当增加AC含量可使复合材料获得微小、致密的泡孔微观结构,降低材料密度,提升产品的力学性能;但当AC含量过多时,泡孔坍塌会使泡孔直径增大、泡孔结构...     

EP含量对PP/PP-g-MAH/EP微孔发泡复合材料发泡行为及力学性能的影响

采用化学发泡法制备了聚丙烯/聚丙烯接枝马来酸酐/环氧树脂(PP/PP-g-MAH/EP)微孔复合发泡材料,研究了EP粉体含量对其发泡行为及力学性能的影响。结果表明,EP粉体在发泡过程中起异相成核作用,且与PP-g-MAH反应形成的交联网络结构提高了复合材料的熔体强度,从而显著改善了泡孔结构。随着EP含量增加,微孔发泡材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度都呈现先增大后减小的趋势。当EP含量为5%时,复合材料的泡孔尺寸最小,泡孔密度最大,泡孔分布最均匀,微孔发泡材料的冲击强度最大;当EP含量为1%时,拉伸强度、弯曲强度最大,发泡材料的综合力学性能最佳。     

交联剂对HDPE/竹粉复合发泡材料性能的影响

以高密度聚乙烯(HDPE)为基体塑料,偶氮二甲酰胺与氧化锌复配物为发泡剂,过氧化二异丙苯(DCP)为交联剂,采用两步模压发泡法制备了HDPE/竹粉复合发泡材料,并研究了交联剂对复合材料密度和回弹性能、发泡性能、力学性能的影响。结果表明:当交联剂的添加质量分数为0.6%时,HDPE/竹粉复合发泡材料的密度达最小值,为0.054 g/cm~3;回弹率达最大值,为90.5%;当交联剂的添加质量分数为0.4%时,复合发泡材料的泡孔分布相对多而均匀,弯曲强度达最大值,为29.3 MPa,相比未发泡材料约低8.2%,冲击强度为6.8 k J/m~2,相比未发泡材料约低16%。     

Stellite12钴基合金热循环冲击前后拉伸断裂机理研究

对不同缺口的Stellite12钴基合金试样(700℃/20℃进行不同次数的热循环冲击和未冲击)进行原位拉伸,并结合试验数据的分析以及断口形貌的扫描电镜观察,分析了Stellite12钴基合金热循环冲击前后的拉伸断裂过程和断裂机理。结果发现:热循环冲击后不同半径试样的断裂过程略有不同,热循环冲击后的小圆弧缺口试样在缺口根部产生表面微裂纹,试样边缘及微裂纹两侧产生氧化微孔;原位拉伸时,该试样热冲击过程产生的裂纹先向试样厚度方向扩展,待厚度方向贯通,然后裂纹尖端的基体发生变形、黑相(白相)穿晶开裂、少量沿氧化微孔裂开,试样瞬间发生断裂;而经历热循环冲击后的大圆弧试样表面并未产生明显的裂纹,拉伸加载过程经历大圆弧根部基体变形、黑白相内开裂、边缘氧化微孔张开,试样突然断裂;对于未冲击试样,在加载过程中,试样的断裂过程经历基体变形、黑白相内部开裂,能量聚集到一定程度试样突然断裂。对于未热冲击的三种不同试样其断裂过程基本类似,仅仅是由于小圆弧半径的试样应力集中程度更大,从而使得其断裂应力低于平板以及大圆弧试样。     

注塑工艺参数对HDPE化学发泡行为的影响

设计了注塑工艺参数对高密度聚乙烯(HDPE)化学发泡质量影响的正交实验,用SEM对发泡HDPE材料样品的泡孔形态和尺寸进行了观察和测量统计,系统研究了注塑温度、注塑压力、注塑速度和冷却固化时间对化学发泡法制备高密度聚乙烯(HDPE)发泡材料泡孔平均直径、泡孔尺寸分布、泡孔密度的影响。结果表明,注塑温度对发泡HDPE的结构参数影响最大,其次为注塑压力。注塑温度的影响与其对发泡剂分解速度、产气量、熔体强度的影响而导致泡孔的形核和长大(并泡)过程有关。通过优化工艺,获得了泡孔平均直径为21μm、泡孔密度为每立方厘米3.2×107个、泡孔尺寸分布均匀的HDPE发泡材料样品。     

口服液瓶用聚丙烯包装材料的改性研究

通过添加成核剂改善口服液瓶用聚丙烯(PP)材料的耐热性能与力学性能,研究了成核剂种类与用量对PP性能的影响.结果表明:α晶型成核剂C可以有效提高PP热变形温度、透明性、刚性、拉伸强度及弯曲强度;β晶型成核剂B可以有效提高PP热变形温度、冲击强度;成核剂的加入使得PP结晶温度提高;改性的PP材料经注射吹瓶,可以满足PP口服液瓶灌封后蒸汽灭菌要求,且α晶型成核剂C改性PP的水蒸汽渗透性低于未改性PP.     

不同基料生产的色母对材料性能的影响

本文通过几种不同基料制备了不同的适用于PP白色母。通过对色母流动性能测试和不同基材制备的白色母4%添加量在PP中的简支梁缺口冲击强度、拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度和弯曲模量数据对比,发现LLDPE 6201和HDPE DMDA-8008为基体的色母,熔体流动速率大,添加到材料中不会大幅度影响材料的物性,适合用来做PP料色母的基料。     

橡胶粒子对微发泡聚丙烯复合材料发泡行为与力学性能的影响

利用型腔体积可控注塑发泡装置制备微发泡聚丙烯(PP)/粉末橡胶复合材料,通过橡胶粒子的分散性以及复合材料的结晶行为,研究不同橡胶粒子对聚丙烯复合材料发泡行为和力学性能的影响。结果表明:橡胶粒子的加入使微发泡聚丙烯材料的泡孔分布细密而均匀,微发泡聚丙烯/马来酸酐接枝聚丙烯/粉末丁腈胶(PP/PP-MAH/NBR)复合材料的发泡质量较理想,其泡孔密度和尺寸分别为7.64×106个/cm3,29.78μm;综合泡孔结构和力学性能,微发泡聚丙烯/聚丙烯接枝马来酸酐/粉末羧端基丁腈胶(PP/PP-MAH/CNBR)复合材料的力学性能最优,与纯PP比较其冲击强度提升了2.2倍,拉伸强度仅仅降低了26%,是理想的微发泡复合材料。     

温度对聚氯乙烯缺口冲击强度及断面粗糙度的影响

研究了温度对聚氯乙烯 PVC 缺口冲击强度、断口形貌特征及断面粗糙度的影响。结果表明,PVC 缺口冲击强度和断面粗糙度参数 R_s 随温度变化,在脆化温度 T_h 处存在极小值,前者取决于真实断裂表面积大小;后者受控于局部高强变形及裂纹分叉扩展综合作用。低温冲击断面上易观察到裂纹分叉扩展形成的弧形条纹及分层。     

Effect of high density polyethylene addition and testing temperature on the mechanical and morphological properties of polypropylene/ethylene-propylene diene terpolymer binary blends

High density polyethylene (HDPE) was added to the polypropylene (PP)/ethylene-propylene diene terpolymer (EPDM) binary blend, and the effect of testing temperatures on the modulus of elasticity, impact behavior and corresponding fracture morphology was analyzed. Modulus of elasticity generally decreased as the EPDM content increased regardless of the testing temperatures. However, it was found that the modulus of elasticity of PP/EPDM/HDPE ternary blend increased compared to PP/EPDM binary blend when tested at –30 and –60 °C. Notched Izod impact strength changed depending on the testing temperatures, however, there was not much difference between binary and ternary blends up to 20 wt% EPDM. However, at more than 30 wt% EPDM content, ternary blends showed higher impact strength compared to binary blends. Especially, at –30 °C, brittle-ductile transition was observed between 20 and 30 wt% EPDM. Subsurface morphology was also analyzed, and the relationship between the impact strength and the stress whitening zone was investigated. Scanning electron microscopy observation of impact fractured surfaces was conducted, and overall morphology was analyzed with respect to HDPE addition and testing temperature change.     

高密度聚乙烯官能化和增容作用的研究

通过红外光谱分析、与水的接触角测定、力学性能测定,研究了空气中不同环境温度下紫外线辐照对高密度聚乙烯(HDPE)结构与性能的影响以及紫外辐照官能化HDPE对HDPE/聚乙烯醇(PVA)纤维体系的增容作用。实验结果表明,紫外辐照后,HDPE分子链上引入了—C(C=O)CH₃,—CH₂C(=O)CH₂—,—C(=O)O—等含氧官能团,实现了HDPE的官能化。提高环境温度可提高HDPE官能化速度。紫外辐照后,HDPE的杨氏模量和拉伸屈服强度提高,但断裂伸长率和缺口冲击强度下降。官能化HDPE对HDPE/PVA纤维共混体系有增容作用,增容后的共混物的拉伸屈服强度提高和缺口冲击强度得到提高。     

超高韧半晶聚合物PP多相体系的结构及脆韧转变的研究

通过严格控制工艺条件，得到了不同分散相含量和不同粒径的ＰＰ／ＥＰＤＭ／ＨＤＰＥ和ＰＰ／ＥＰＤＭ共混体。利用ＳＥＭ分析了ＰＰ／ＥＰＤＭ／ＨＤＰＥ的结构特点，通过测量Ｉｚｏｄ缺口冲击强度，得到了ＰＰ／ＥＰＤＭ／ＨＤＰＥ的脆韧转变主曲线，证明其符合脆韧性转变规律；同时利用ＳＥＭ照片，分析了主曲线不同区域的增韧机理。     

Elastomer modified polypropylene–polyethylene blends as matrices for wood flour–plastic composites

Blends of polyethylene (PE) and polypropylene (PP) could potentially be used as matrices for wood–plastic composites (WPCs). The mechanical performance and morphology of both the unfilled blends and wood-filled composites with various elastomers and coupling agents were investigated. Blending of the plastics resulted in either small domains of the minor phase in a matrix of major phase or a co-continuous morphology if equal amounts of HDPE and PP were added. The tensile moduli and yield properties of the blends were clearly proportional to the relative amounts of HDPE and PP in the blends. However, the nominal strain at break and the notched Izod impact energies of HDPE were greatly reduced by adding as little as 25% of the PP. Adding an ethylene–propylene–diene (EPDM) elastomer to the blends, reduced moduli and strength but increased elongational properties and impact energies, especially in HDPE-rich blends. Adding wood flour to the blends stiffened but embrittled them, especially the tougher, HDPE-rich blends, though the reductions in performance could be offset somewhat by adding elastomers and coupling agents or a combination of both.     

Impact fracture toughness of hollow glass bead-filled polypropylene composites

The notched Izod impact properties of polypropylene (PP) filled with hollow glass beads (HGB) have been measured at room temperature to identify the effects of the particle contents, size and its distribution on them in the present paper. The mean diameters of the particles were 11, 35, and 70 μm, and named TK10, TK35 and TK70 respectively. The surface of the particles was pretreated with silane coupling agent. The results showed that the notched Izod impact strength (σ _I) of the filled systems increased gently with increasing the volume fraction (φ _f) of the fillers when φ _f was less than 15%, and then it decreased. When φ _f was 10%, σ _I decreased with an increase of the mean diameter of the particles. Furthermore, the impact fracture surface of the specimens was observed by using a scanning electron microscope (SEM). The improvement of the impact toughness of the composites might be mainly attributed to the shear yielding first of the matrix around the beads to absorb relevant deformation energy under impact load.     

超微细滑石粉的表面改性及对聚丙烯性能的影响

利用力学性能、比表面积(BET)等测试方法考察了钛酸酯偶联剂(NDZ-311)对滑石粉(Talc)的表面改性作用。研究发现,在基体材料具有一定韧性的条件下,经NDZ-311表面改性Talc能有效提高复合体系的冲击性能,与未改性Talc填充的复合材料相比,其缺口冲击强度可提高57.7%。利用FT-IR、SEM等考察了无机刚性粒子增韧PP的结构形态及增韧机理,结果表明,NDZ-311在改性Talc过程中,两者间除发生物理吸附作用外,还发生了化学作用,在Talc表面形成了牢固的包覆层,改变了无机粒子的表面性能。     

废印刷电路板非金属粉填充聚丙烯的实验

采用熔融共混方法制备了废印刷电路板非金属粉/聚丙烯复合材料,并通过非金属粉润湿性能和缺口冲击断面形貌观察,分析研究了非金属粉添加对聚丙烯复合材料力学性能的影响。结果表明,非金属粉可以同时改善非金属粉/聚丙烯复合材料的拉伸、弯曲、低温冲击性能,但室温冲击性能降低;其中拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量、低温冲击强度最大增幅分别为16.3%、41.5%、63.5%、100%、45.7%;废印刷电路板非金属粉可作为聚丙烯的增强增韧填料。     

HDPE紫外辐照改性及其与PVA共混体系的力学性能

研究了紫外辐照对高密度聚乙烯（HDPE）结构与性能以及HDPE/聚乙烯醇（PVA）短纤维共混体系力学性能的影响。结果表明,在空气中通过紫外辐照可在HDPE分子链上引入C=0、C-0含氧基因,使HDPE分子量下降、熔点降低、结晶度增大并产生凝胶。以辐照HDPE为增容剂,增强了HDPE与PVA相界面的相互作用,共混物的拉伸屈服强度和缺口冲击强度得到提高。     

长支化聚丙烯／木粉复合材料的制备和结构性能分析

采用原位反应复合的方法研究制备了长支化聚丙烯(LCBPP)/木粉(WF)复合材料。FT-IR结果表明,单体季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)被接枝到了PP骨架上。多种流变实验测试结果(黏度曲线,储能模量)证实了长支化聚丙烯的存在。复合材料性能测试表明,长支化反应提高了木塑材料的冲击强度和拉伸强度,最大幅度分别达到29.44%和27.75%。其原因在于LCBPP与木粉颗粒的相容性较好,这由SEM照片得到了证实。     

阻燃型PA6／PP／硅灰石复合材料的制备及阻燃机理研究

采用固相力化学方法制备的聚丙烯接枝羟甲基丙烯酰胺作增容剂，以高效低毒的三聚氰胺三聚氰酸盐（MCA）作阻燃剂制备了阻燃型硅灰石填充尼龙6/聚丙烯复合材料，该复合材料具有很好的力学和阻燃性能，当MCA与聚合物质量比为10%时，该复合材料的极限氧指数达到31，拉抻强度为54.1MPa，悬臂梁缺口冲击强度为59.7J/m。通过TG和FT-IR分析对阻燃机理作了初步的探讨。