PP/EPDM/纳米TiO_2复合材料的性能研究

采用熔融共混法制备了聚丙烯(PP)/纳米二氧化钛(纳米TiO_2)/三元乙丙橡胶(EPDM)复合材料,分别研究了纳米TiO_2和EPDM的含量以及不同共混工艺对复合材料力学性能的影响,并对4种工艺制备的复合材料的形态结构进行分析。结果表明:固定纳米TiO_2含量为3%(wt,质量分数,下同),当EPDM的含量为10%时,PP/EPDM/纳米TiO_2三元复合材料的综合力学性能最好;固定EPDM含量为10%,当纳米TiO_2的含量为4%时,PP/EPDM/纳米TiO_2三元复合材料缺口冲击强度最高;二步法工艺均好于一步法工艺,4种工艺中制备得到"核壳"结构的复合材料韧性最好;纳米TiO_2粒子经两次共混分散性更好,有利于提高韧性。     

纳米Al2O3/玻璃纤维/聚对苯二甲酸丁二醇酯复合材料非等温结晶行为研究--(Ⅰ)结晶与熔融行为

通过熔融共混法制备了纳米A l2O3/玻璃纤维(GF)/聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)复合材料,利用差示扫描量热仪(DSC)对其非等温结晶过程、熔融行为及结晶度进行了研究。结果发现,纳米A l2O3粒子的异相成核作用有利于复合材料结晶速率的增加,使得非等温结晶温度提高,双熔融峰现象中的低温熔融峰的熔融温度也有所提高。同时,在PBT基体中,纳米A l2O3粒子在一定程度上可以改变玻璃纤维对复合材料结晶行为的影响而使结晶度发生改变。     

聚丙烯(PP)/纳米二氧化硅SiO2复合材料的制备及其性能研究

纳米材料因其独特的性能而广泛应用于聚丙烯(PP)等高分子材料的改性.本文用纳米二氧化硅与PP共混进行改性,利用双螺杆共混方法制备聚丙烯(PP)/纳米二氧化硅(SiO2)复合材料,研究了聚丙烯(PP)/纳米二氧化硅(SiO2)复合材料的力学性能,采用熔融流变仪、XRD、SEM对熔体流动速率、PP物相情况等进行了研究.实验结果表明,2%含量的纳米二氧化硅聚丙烯纳米复合材料综合性能最佳,提高了PP的综合力学性能.在本文中对纳米SiO2改性PP的机理进行了初步探讨,利用X射线衍射图谱分析,结果表明纳米SiO2的加入对PP中β晶型的产生有诱导作用.     

纳米粒子的分散状态对聚丙烯结晶行为的影响

用普通熔融共混与低剪切应力场下聚合物/纳米粒子的分散共混方法制备出聚丙烯/无机纳米粒子复合材料,采用示差扫描量热法(DSC)与偏光显微镜(PFM)对试样的结晶行为进行研究发现:在填充粒子含量相同情况下,均匀分散的纳米粒子可以较大提高聚丙烯的结晶温度,结晶速率,使晶体尺寸减小,而普通熔融共混制备的试样中,纳米粒子虽然也一定程度增加了聚合物的结晶温度,却并不改变晶体的尺寸。结果表明,当制备聚合物/纳米粒子复合材料时,纳米粒子在基体中的分散程度极大地影响聚合物基体的结晶行为。     

表面修饰纳米SiO2与聚丙烯共混制备聚丙烯/SiO2纳米复合材料

二氧化硅纳米粒子经表面修饰将丙烯酸酯键接到SiO2表面制备出丙烯酸酯修饰SiO2纳米粒子.丙烯酸酯修饰SiO2纳米粒子与聚丙烯(PP)熔融共混制备PP/SiO2纳米复合材料.研究了纳米粒子对复合材料力学性能的影响,并对纳米粒子增韧机理进行了研究.研究结果表明:复合材料冲击强度在SiO2含量为3.5 wt%时达到最大值,SiO2纳米粒子对聚丙烯基体材料有很好的增强增韧效果.     

纳米粒子改性环氧树脂及其复合材料力学性能研究

通过机械共混法制备了Al2O3纳米粒子改性环氧树脂基体,研究了纳米粒子含量对改性树脂基体力学性能的影响,并采用紧凑拉伸实验研究了纳米粒子改性环氧树脂的断裂韧性。利用改性树脂制备了玻璃纤维增强复合材料,研究了改性复合材料的力学性能与纳米粒子含量之间的关系。结果表明:纳米粒子的加入明显改善了环氧树脂基体的断裂韧性并且有助于提高树脂与纤维之间的界面粘接强度,因而使改性复合材料的层间性能明显提高而其他力学性能基本不变。     

石墨烯微片/天然橡胶纳米复合材料的研究

目的 研究石墨烯微片的添量对石墨烯微片/天然橡胶纳米复合材料性能的影响,并对机械共混法和胶乳共混法进行比较。方法 探索复合材料的制备工艺,利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、拉曼光谱(RDS)、万能力学试验机等对石墨烯微片和石墨烯微片/天然橡胶纳米复合材料的形貌、结构以及性能进行分析和研究。结果 测试结果表明,石墨烯微片作为填料添加到复合材料中,使复合材料的性能得到了增强。相比纯橡胶而言,石墨烯微片(10 phr)/天然橡胶复合材料的拉伸强度增加了41.5%,热导率增加了153.3%。结论 石墨烯微片可以大幅度提高复合材料的性能,并且胶乳共混法制备的复合材料的性能要优于机械共混法制备的复合材料的性能。     

纳米ZnO和纳米MMT对低密度聚乙烯介电性能的影响

分别采用添加纳米ZnO和纳米蒙脱土(MMT)粒子的方法提高低密度聚乙烯(LDPE)的介电性能,选择偶联剂对纳米粒子进行表面修饰,并利用熔融共混法制备了纳米ZnO/LDPE和纳米MMT/LDPE复合材料,通过XRD、FTIR和DSC对试样进行表征。研究了复合材料的交流击穿特性,对试样进行了空间电荷试验。结果表明:通过偶联剂修饰,纳米粒子与聚合物之间的界面结合得到改善,且纳米粒子在基体中的分散性更好;同时复合材料的结晶速率提高,结晶结构更完善;添加纳米粒子可以不同程度地提高LDPE的击穿场强,当纳米ZnO和纳米MMT的质量分数均为3wt%时,复合材料的击穿场强达到最大,分别比纯LDPE的击穿场强高出11.0%和10.3%;纳米ZnO和纳米MMT都有抑制空间电荷的作用,且ZnO的抑制效果更明显。     

纳米粒子定向细微化PAI/EP体系的微观相容结构及其摩擦性能

通过纳米二氧化硅(SiO2)调整PAI/EP共混体系微观结构,并利用红外谱图(IR)、扫描电镜(SEM)、MRH-3摩擦磨损试验机分析共混体系的反应机制、微观形貌、摩擦性能。结果表明:PAI/EP共混组分中,在纳米粒子填料EP含量为3%(质量分数)时,纳米粒子极大地拓宽了两相之间共连续组成范围,提高了两相之间的共连续结构的稳定性,并大幅提升了复合材料的摩擦性能,降低了摩擦系数及磨损率。同时由于纳米粒子的双渗流效应与定向聚集作用,使得共连续结构更加细微化,而细微化的结构使得摩擦过程中的磨合时间较短,与金属基材的真实接触面积减小;随着纳米填料含量的增加,复合材料的摩擦系数以及磨损率降低,摩擦系数降低了46.8%,磨损率降低了37.5%。     

纳米Al2O3/不饱和聚酯复合材料的制备及性能研究

运用直接共混的方法,将改性后的纳米Al2O3粒子加入到不饱和聚酯树脂中,制得了纳米Al2O3/不饱和聚酯树脂复合材料.利用TEM和SEM,对不同表面处理和分散工艺下,纳米Al2O3粒子在不饱和聚酯树脂中的分散情况进行了观察,探索出较为合理的表面处理和分散工艺.对不同粒子含量的纳米复合材料的弯曲、冲击性能等进行了研究.结果表明,粒子含量为5%时纳米复合材料表现出较好的力学性能.     

PP/TPU/纳米SiO2复合材料的制备与性能研究

采用熔融共混法制备了聚丙烯(PP)/热塑性聚氨酯弹性体(TPU)/纳米SiO2复合材料,研究了复合材料的力学性能、结晶性能、流变性能.研究结果表明,填充5%的TPU和极少量纳米SiO2具有协同增强和增韧效应;PU能诱导PPβ晶的形成,纳米SiO2的用量影响其诱导作用;纳米SiO2对PP/TPU有一定的增容作用,使复合材料体系的模量与黏度增大.     

LLDPE/纳米金刚石复合材料热降解行为研究

使用纳米金刚石为改性剂,采用熔融共混法制备了线性低密度聚乙烯(LLDPE)/纳米金刚石(NA)复合材料,使用了Friedman法、Flynn-Wall-Ozawa法及Kissinger法研究复合材料的热降解行为。结果表明:纳米金刚石的加入并没有改变LLDPE的降解机理,但提高了复合材料的热稳定性,纳米金刚石添加量为3%的复合材料热降解活化能最大。     

外贴Fe3O4/CNTs杂化碳纳米纸的碳纳米管复合材料吸波性能

通过对Fe₃O₄纳米粒子接枝碳纳米管的单分散水溶液真空吸滤制备出一种新型的杂化碳纳米纸, 它与树脂浸润良好, 可以与复合材料一体成型。分别借助FE-SEM、EDS、BJH法和振动样品磁强计表征杂化碳纳米纸及其复合材料的微观形貌、元素组成、平均孔径分布和磁性能。在8.2~18 GHz频段内利用波导法测量碳纳米管共混复合材料和外贴杂化碳纳米纸/碳纳米管共混复合材料的电磁参数和吸波反射率。研究结果表明: 外贴一层杂化碳纳米纸(厚0.1 mm)后, 碳纳米管共混复合材料的磁损耗明显增加, 在8.2~18 GHz微波频段内吸波反射率基本上全部小于-10 dB(频宽大于9.7 GHz), 在15.42 GHz位置, 反射损耗峰达-43.18 dB, 远优于碳纳米管共混复合材料。     

非层状纳米无机粒子/热塑性聚合物复合材料制备方法研究进展

纳米粒子由于十分容易聚集和团聚, 加之表面亲水性的纳米颗粒和表面憎水性的聚合物基体的相容性较差, 往往以较大的团聚体形式分散于聚合物基体树脂中, 导致复合材料的性能不佳。基于常规共混法的纳米颗粒/聚合物复合材料制备技术仍是重要的制备途径之一, 关键在于如何解决复合体系中纳米粒子的有效分散和利用问题。为此, 本文中针对非层状纳米无机粒子/热塑性聚合物复合材料的制备, 介绍了纳米无机粒子表面改性和纳米颗粒在热塑性聚合物中的分散技术方面的研究进展。      

不同纳米填料增强PPS-PTFE共混物的摩擦磨损性能分析

利用机械共混、冷压成型、烧结等工艺制备了3种复合材料,并利用MRH-3型摩擦试验机考察了不同速度、不同载荷、不同温度下复合材料的摩擦磨损性能。采用JSM-5600LV扫描电子显微镜观察分析转移膜形貌及磨损机理。实验结果表明,纳米Al2O3和纳米SiO2都能提高PPS-PTFE基体的耐磨性,且添加5%的纳米粒子的复合材料耐磨性能最佳。纳米SiO2/PPSPTFE复合材料比纳米Al2O3/PPS-PTFE复合材料更适宜在高温、高速、高载荷工况下工作,两种纳米粒子添加的复合材料磨损机制主要为磨粒磨损。     

HIPS/SMA/CG-ATH纳米复合材料性能研究

采用熔融共混法制备出了高抗冲聚苯乙烯(HIPS)/苯乙烯接枝马来酸酐(SMA)/CG-ATH纳米复合材料,研究了SMA的加入量对复合材料阻燃性能、力学性能和界面粘结性能的影响.结果表明,SMA的加入可以提高复合材料的阻燃性能、拉伸性能和弯曲性能,但对复合材料冲击性能的提高没有产生明显的效果;SMA的加入有助于强化纳米CG-ATH在HIPS基体中的分散性及其与HIPS基体间的界面粘结性.     

纳米四氧化三铁/天然橡胶复合材料的制备及性能研究

采用化学共沉淀法经过硅烷偶联剂改性制备纳米四氧化三铁粒子(纳米Fe3O4),再通过不同的制备工艺与天然胶乳(NR)共混,制备纳米Fe3O4/天然橡胶复合材料(纳米Fe3O4/NR)。利用马尔文MS2000激光粒度仪、X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等分析仪器分别对所制备样品的形貌、成分及结构进行表征。结果表明:化学共沉淀法制备的纳米Fe3O4粒子为结晶态,粒径约为47nm。硅烷偶联剂可有效地对纳米Fe3O4表面进行改性;改性后的纳米Fe3O4粒子,增强了纳米Fe3O4/NR复合材料的界面作用,提高了纳米Fe3O4粒子在NR中的分散性,改善了复合材料的结构和性能。     

原位接枝改性纳米二氧化硅/聚丙烯复合材料Ⅱ:性能测试

通过熔融共混过程中原位接枝的方法制得聚丙烯酸丁酯接枝改性纳米二氧化硅/ 聚丙烯(SiO₂-g- PBA/PP) 复合材料, 探讨了材料制备的最佳工艺条件, 研究了复合材料的机械性能、结晶性能、微观形貌以及动态黏弹行为。结果表明, 少量纳米粒子(体积分数≤1.36 %) 的加入即可对PP 起到同时增强增韧的作用, 制备SiO₂-g- PBA/PP 的适宜工艺条件为熔融共混温度180 ℃, 共混时间10 min , 转子转速60 r/ min。对复合材料结晶行为的研究表明, 纳米粒子的成核效应使PP 的结晶速率加快。微观形态观察表明, 纳米粒子与聚合物基体间具有良好的界面结合, 这一点从对材料动态黏弹行为的研究中得到进一步证明, 从而阐明了纳米粒子增韧增强聚合物的机理。     

LLDPE/Al_2O_3纳米复合材料的形态、结构及力学性能

在超声作用下利用异丙基十二烷基磺酰钛酸酯改性Al2O3纳米粒子,然后把改性纳米Al2O3粒子及LLDPE颗粒引入密炼机中,以熔融共混方法制备LLDPE/纳米Al2O3复合材料.采用FESEM对复合材料中纳米粒子的分散形态进行表征,结果表明,当纳米Al2O3粒子含量为3%时,绝大多数的纳米粒子以<100nm的尺寸均匀分散在基体中;采用FTIR对纳米复合材料的结构进行表征,结果表明,纳米Al2O3与LLDPE之间形成了化学键合结构;力学分析表明,纳米复合材料的拉伸强度及断裂伸长率均有所增加;采用SEM观察拉伸断裂面的形貌,结果表明,适量的纳米Al2O3粒子可以增强、增韧聚合物基体,而基体和纳米粒子的相容性差时,会逐渐引入缺陷.     

牵引速率对PMMA-SiO_2纳米复合材料热和力学性能影响的研究

不同组分比的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/纳米SiO_2复合材料通过双螺杆挤出机熔融共混,共混物经挤出口模后采用不同的牵引速率进行牵引切拉。分别采用广角X-射线衍射(WAXD)、热重(TG)及差示扫描量热(DSC)对粒料进行结晶形态、热稳定性及玻璃化转变温度(Tg)表征,结果表明:高的牵引速率可以提高纳米复合材料的结晶度、热稳定性及Tg。通过力学性能测试发现:高的牵引速率可以有效地改善纳米复合材料的强度及韧性。结合实验数据分析了牵引速率对纳米复合材料的热和力学性能的影响机制。