EPDM/POSS复合材料的阻燃性能

以自行合成的无机-有机杂化材料——笼形八苯基硅倍半氧烷(OPS)与三元乙丙橡胶(EPDM)、硫化剂制成新型复合材料,测定了材料的力学性能和氧指数(LOI)、UL-94阻燃性能,并利用热重分析仪考察了材料的热稳定性,利用锥型量热仪测试了材料的热释放速率等多种燃烧参数。结果表明,OPS复合的EPDM与纯EPDM相比,氧指数有所提高,释热速率降低,热稳定性提高,力学性能得到明显的改善。20份OPS的加入可以使拉伸强度增加一倍,初始热分解温度提高19℃,氧指数提高18.5%,热释放速率降低18.3%。     

POSS/聚合物杂化材料应用的研究进展

笼型倍半硅氧烷(POSS)/聚合物有机无机杂化材料是近年来材料科学领域的一个研究热点。POSS/聚合物杂化材料在很多领域都呈现出了巨大的应用前景,如高温绝缘材料、低介电常数材料、传感器、光学元件材料、催化剂载体等。文中综述了其在航空航天、耐热阻燃、高性能介电材料、多孔功能材料、催化剂、陶瓷前驱体、纳米复合材料和生物齿科材料等方面应用的研究进展。最后,笔者指出目前制约POSS/聚合物杂化材料深入研究和广泛应用的关键原因是POSS化合物的合成。     

笼形八乙烯基硅倍半氧烷／ABS复合材料的热性能和阻燃性

通过螺杆挤出成型法制备了笼形八乙烯基硅倍半氧烷(OVP)/ABS复合材料,采用TGA、氧指数仪和锥形量热仪研究OVP的加入对复合材料热性能和阻燃性能的影响。研究结果表明,在添加引发剂(DCP)的条件下,当乙烯基OVP含量为6.25%时,复合材料的初始分解温度由纯ABS的174℃上升到209℃;氧指数由纯ABS的17.8%上升到的21.4%;热释放速率峰值降为529 kW/m2,比纯ABS降低了近30%。采用SEM对燃烧过后的残炭进行了分析,并探讨了其阻燃机理。     

剑麻纤维素纳米晶须/POSS杂化材料的制备及热性能

通过硫酸水解法制备剑麻纤维素纳米晶须(SCNW),通过KH550直接水解缩合法制备八氨基低聚倍半硅氧烷(POSS-NH2),并以环氧氯丙烷作为交联剂制备POSS接枝剑麻纤维素纳米晶须的杂化材料。采用红外光谱仪、扫描探针显微镜、热重分析仪对其表面形貌和热性能进行了表征。测试结果表明POSS成功地接枝到SCNW的表面,并且SCNW接枝POSS后,其热性能有了较大的提高,初始失重温度从145℃提高到256℃,共提高了111℃,700℃时的残炭率也高达40%。     

笼形氯化氨丙基聚倍半硅氧烷/聚乳酸杂化材料的制备及性能

采用溶液共混法制备了笼形氯化氨丙基聚倍半硅氧烷/聚乳酸(OCAPS/PLLA)杂化材料,研究了OCAPS对PLLA热性能和力学性能的影响.结果表明,PLLA与OCAPS之间形成了氢键,OCAPS在PLLA基体中具有良好的分散性;随着OCAPS质量分数由0增至15%,OCAPS/PLLA杂化材料的玻璃化转变温度(Tg)由54.1℃升至54.5℃,熔融温度(Tm)由149.0℃降至147.6℃,OCAPS的加入没有改变PLLA的热分解温度,但使PLLA的储能模量由2206MPa降至1203MPa.     

笼型倍半硅氧烷(POSS)/环氧树脂有机无机杂化材料的热性能

为了提高环氧树脂(EP)的性能,采用具有氨基官能团的笼型倍半硅氧烷(POSS)改性.首先通过POSS与EP发生化学反应,形成有机无机杂化树脂;然后固化杂化树脂,得到POSS/EP有机无机杂化材料.文中研究了杂化树脂的凝胶特性和杂化材料的热性能,包括热变性温度(HDT)、玻璃化转变温度(Tg)和高温热分解性能.研究结果表...     

分子水平上有机-无机杂化的聚有机硅倍半氧烷材料研究进展

聚有机砖倍半氧烷作为分子级的有机-无机杂化材料,与一般的硅树脂相比,具有更优异的耐热性、电绝缘性、耐候性以及耐化学药品性等.综述了近期国内外聚有机硅倍半氧烷的合成方法与表征手段.重点介绍了水解法和非水解法各自的优势及特点.同时将一维微纳米材料与有机硅材料两者的特点相结合,探索了聚有机硅倍半氧烷微纳米管及微球的合成.     

原子转移自由基聚合制备PMMA/POSS杂化材料

以八(γ-氯丙基)倍半硅氧烷(OCP-POSS)为引发剂,通过原子转移自由基聚合(ATRP)制备了PMMA/OCP-POSS有机/无机杂化材料.采用GPC、DSC和TGA对杂化材料的结构与性能进行了表征.结果表明,在DMF、异丙醇、甲苯等3种不同溶剂中均可合成分子量分布较窄的PMMA杂化材料.以DMF为溶剂,所得PMMA/OCP-POSS杂化材料的分子量分布系数可达到1.18.与分子量相当的线形PMMA相比,含OCP-POSS的PMMA杂化材料具有更高的玻璃化转变温度和热稳定性.     

笼形氯化氨丙基聚倍半硅氧烷/聚乳酸杂化材料的冷结晶及熔融行为

采用溶液共混法制备了不同质量分数的笼形氯化氨丙基聚倍半硅氧烷/聚乳酸(OCAPS/PLLA)杂化材料。扫描电镜和能量色散X射线分析仪研究表明,OCAPS在PLLA基体中具有良好的相容性和分散性。利用差示扫描量热仪(DSC)和X射线衍射仪(XRD)对该体系的冷结晶及熔融行为进行了研究。结果表明,OCAPS不会改变PLLA基体结晶的α晶型,但具有异相成核作用,降低了PLLA基体的冷结晶温度;随着升温速率的降低,由于晶粒熔融重结晶导致PLLA基体熔融单峰分裂成为双峰,并且OCAPS促进了PLLA的熔融重结晶过程,使晶粒结构更加完善。     

稀土配合物杂化材料的制备与性能研究

综述了近年来稀土配合物杂化材料的制备和性能．按基质的不同，稀土配合物杂化材料可分为稀土配合物，无机杂化材料，稀土配合物，有机杂化材料以及稀土配合物，混合基质杂化材料。本文对以上3种杂化材料的优缺点进行了较为详细的分析，并提出一步法制备稀土配合物杂化材料，以简化合戍步骤，提高稀土配合物在基质分布的均匀性，因而该方法有望戍为制备稀土配合物杂化材料的一个重要发展方向。     

三维编织超高分子量聚乙烯纤维/碳纤维/环氧树脂混杂复合材料力学行为及混杂效应

采用复合处理工艺对三维混杂超高分子量聚乙烯纤维/碳纤维编织体进行表面处理, 通过RTM工艺制备了环氧树脂基混杂复合材料（UHMWPE/CF/ER）, 并研究了其力学性能及混杂效应。结果表明, 在纤维总体积分数一定的情况下, 随着超高分子量聚乙烯纤维/碳纤维混杂比的减小, 复合材料的弯曲强度、 弯曲模量及压缩强度增大, 而其纵向剪切强度及冲击韧性降低。三维编织混杂复合材料的断裂机制由混杂纤维的混杂比及其性质决定, 通过调节混杂比可实现对复合材料力学性能的有效调控。      

CF/GF混杂增强环氧树脂复合材料的高载动态黏弹特性

采用高载动态热机械分析仪EPLEXOR500对T300/S-2混杂纤维增强环氧树脂复合材料的动态黏弹特性进行了分析, 考察了静态载荷、 动态载荷对其储能模量、 损耗模量和损耗角正切的影响, 并研究和对比了不同载荷水平下混杂比以及混杂方式对动态黏弹性参数的影响规律。结果表明: 不同混杂比复合材料的储能模量均随动态载荷的增大而降低, 随静态载荷的增大而增大, 损耗模量和损耗角正切则随两种载荷的增大而降低。高载荷下混杂复合材料的储能模量仍较好地符合"复合梁理论"。动载扫描模式下, 损耗角正切随混杂比的变化基本符合"混合定律", 夹芯混杂复合材料的储能模量远高于层间混杂复合材料, 且损耗角正切也比层间混杂时大; 但在静载扫描模式下则是层间混杂复合材料的损耗角正切更大。      

白炭黑粒子对三元乙丙橡胶硫化性能、黏弹性及泡孔结构的影响

采用4种不同种类的白炭黑粒子(A200,H2000,R812S,T36-5)分别作为三元乙丙橡胶(EPDM)的增强填料,并通过超临界CO₂发泡法制备具有微孔结构的EPDM泡沫材料。通过扫描电子显微镜和橡胶加工分析仪对不同白炭黑/EPDM基体的黏弹性、硫化性能及泡孔结构等进行测试和表征。结果表明:以气相法白炭黑(A200,H2000,R812S)作为增强填料的EPDM基体流变性能好,利于形成泡孔结构,且泡孔密度随交联度的提高而增加。而以沉淀法白炭黑T36-5作为增强填料的EPDM基体的模量和黏度过高,只在较窄的预硫化区间内形成泡孔结构。其中以白炭黑A200作为增强填料的EPDM基体在不损失良好流变性能的前提下仍能够获得较高的交联度,且A200能够提供更好的异相成核作用,明显提高泡孔密度,减小泡孔尺寸。     

EPDM/PS交替多层复合材料的力学性能分析

用自行设计的微纳多层共挤出体系制备了三元乙丙橡胶/聚苯乙烯(EPDM/PS)交替多层复合材料。偏光显微镜和扫描电镜分析表明, 所制备的复合材料具有规则层状交替结构。与同组分的一般共混样品相比, 64层EPDM/PS交替复合材料表现出不同的拉伸断裂行为: 初期的PS断裂行为和后期的EPDM拉伸行为。EPDM和PS层保持了较好的连续性, 且EPDM层阻止了PS层裂纹向相邻PS层的发展, 使64层样品与同组分的一般共混样品相比具有较高的拉伸强度和杨氏模量。讨论了在PS相中加入相容剂苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)对64层EPDM/PS交替复合材料力学性能的影响, 发现SEBS的加入提高了PS相的韧性, 并且改善了EPDM层与PS层界面的相互作用。      

混杂纤维增强水泥基复合材料的力学性能

研究了化学改性聚丙烯（PP）纤维以及掺加聚丙烯纤维和芳纶纤维混杂比例和混杂效应对水泥基复合材料力学性能的影响,并构建了纤维增强水泥砂浆界面层的物理模型,描述了纤维对水泥砂浆的增强机制。实验表明,聚丙烯纤维经改性后使水泥砂浆前期抗折强度明显提高,聚丙烯纤维和芳纶纤维的混杂使水泥砂浆的后期抗折强度显著提高。改性聚丙烯纤维掺加体积分数为0.56%,芳纶纤维的体积分数为0.24%时,混杂纤维增强水泥砂浆试样较空白试样,3天、28天抗折强度分别提高了18.48%、31.17%,3天、28天抗压强度分别提高了7.16%、5.19%。     

磷-硼杂化聚合物/环氧树脂复合材料的制备及阻燃性能

以二氯磷酸苯酯（PDCP）、硼酸双甘油酯（DGB）为原料,通过逐步聚合得到磷-硼杂化聚合物（PDCP-DGB）,PDCP-DGB与环氧树脂共混体系经交联固化制备磷硼元素共杂化环氧树脂基（PDCP-DGB/EP）阻燃复合材料。利用FTIR、核磁共振波谱仪（NMR）、凝胶渗透色谱仪（GPC）、TG、氧指数（LOI）测定仪、微型量热仪、SEM和XPS对PDCP-DGB和PDCP-DGB/EP复合材料进行表征。结果表明,随着PDCP-DGB质量分数的增加,PDCP-DGB/EP复合材料最大分解速率温度升高,残重率提高,LOI上升,烟密度等级和最大烟密度降低,热释放速率峰值（PHRR）降低,总热释放量（THR）减小;PDCP-DGB有利于提高PDCP-DGB/EP复合材料的热稳定性能和阻燃性能,但对其力学性能影响较小;当PDCP-DGB质量分数为15wt%时,PDCP-DGB/EP复合材料LOI达到28.3%,较纯EP提高了47.4%,垂直燃烧（UL-94）等级达到V-0级;THR、PHRR分别降低了28%、23%,残炭率升高了5.11%;SEM图像显示,PDCP-DGB/EP复合材料的残炭表面得到很好的改善,致密、连续且平整。      

Fatigue life of E-glass fibre/zirconia/epoxy hybrid composites

An ultrasonic technique has been used to evaluate the degradated fatigue life of glass fibre/zirconia hybrid composites in different concentrations of sodium chloride and sulphuric acid. Results indicate that reduction in fatigue life of hybrid composites increases with increase in ultrasonic attenuation. Ultrasonic attenuation can be used to predict the fatigue life of hybrid composites before and after service.     

混杂工艺对椰壳-大麻/聚丙烯复合材料力学性能的影响

采用正交分析法,讨论混杂工艺和复合工艺对椰壳-大麻/聚丙烯（PP）复合材料力学性能的影响。结果表明,混杂处理后的椰壳-大麻/PP复合材料的力学性能均比相同复合工艺条件下的大麻/PP复合材料有较大程度的改善。椰壳纤维与大麻纤维质量比对混杂椰壳-大麻/PP复合材料力学性能影响最大,且混杂椰壳-大麻/PP复合材料的力学性能随椰壳纤维含量的增加而线性增大;混杂针刺毡中PP纤维质量分数对混杂椰壳-大麻/PP复合材料的抗弯强度影响较大,最初混杂椰壳-大麻/PP复合材料的抗弯强度随PP纤维质量分数的增加而减小,随后又随PP纤维质量分数的增加有一定程度的增大,而混杂椰壳-大麻/PP复合材料的抗拉强度则随PP纤维质量分数的增大而线性减小;混杂椰壳-大麻/PP复合材料的力学性能随复合层压温度的升高呈下降趋势。