原位微纤复合材料的研究进展

介绍了原位微纤复合材料制备方法的出现、成纤机制、制备原理以及影响因素;结合当前的研究内容,分析了原位微纤复合材料微观结构和力学性能的调控机制,并探讨了复合材料共混体系粘度比、分散相含量、弹性、相容性以及剪切拉伸速率等因素对复合材料微观结构的影响;综述了原位微纤复合材料的研究现状,并对原位微纤复合材料今后的发展趋势进行了展望。     

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℃。     

双转子连续混炼机中PP/PET原位复合共混的研究

利用双转子连续混炼机进行了聚丙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酷(PP/PET)原位共混实验。通过分析共混物的微观形貌,探讨了流变行为对PET原位复合材料形成微纤的影响,以及共混温度、组分含量、剪切速率等对微纤形成的作用,并研究了组分相容性与成纤的关系,最后,探讨了PET组分含量对材料拉伸强度的影响及其作用机制。研究结果表明,在双转子连续混炼机中通过控制各加工参数,PET分散相在PP基体中可以获得显著成纤,并有利于提高复合材料的拉伸性能。     

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%。     

柔性高分子原位成纤机理的分析

根据牛顿体系和粘弹体系中分散相粒子在流场中的形变和破裂理论,阐释了聚合物熔融共混体系中柔性高分子的原位成纤机理;并着重就相容性方面阐述了影响成纤的因素。     

聚合物原位成纤方法及其在PP共混体系中的应用

介绍了聚合物共混体系原位成纤原理、影响因素、制备方法及聚丙烯(PP)与其他聚合物原位成纤共混体系研究进展,包括PP/聚酰胺(PA)、PP/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)原位成纤共混体系等.重点阐述了不同共混比、相容性、黏度比和加工参数(如拉伸速率、螺杆转速、加工温度等)等对PA或PET在PP中的成纤形态和PP力学性能、...     

TP／TP原位微纤化共混物的研究进展

简要介绍了热塑性聚合物(TP)／热塑性聚合物原位微纤化共混物的产生、制备方法,并着重讨论了原位成纤的机理、影响微纤化共混物材料特性(形态、流变性、结晶性、力学性能等)的因素,对该材料的发展进行了展望。     

PPS/TLCP共混体系结构与流变研究

采用热致液晶聚合物（TLCP）与聚苯硫醚（PPS）熔融共混的方式制备了PPS／TLCP复合材料，研究了PPS／TLCP共混体系的形貌、流变性能以及加工参数对微纤形成的影响。结果表明：TLCP可明显改善体系的加工特性，并能原位生成微纤化复合材料，TLCP对体系黏度有较大影响，在低剪切速率区黏度下降幅度较大，在高剪切速率区，黏度降低幅度小。PPS／TLCP复合材料存在皮芯结构，工艺参数对TLCP微纤的形成起着重要作用，通过提高注塑速度，对TLCP微纤的形成特别有利。     

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。     

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。     

分散相含量对POE/PTT原位成纤增强复合材料性能的影响

采用微纳叠层共挤制备了乙烯-辛烯共聚物/聚对苯二甲酸丙二醇酯（POE/PTT）原位成纤复合材料,通过扫描电子显微镜分析了分散相PTT含量对其在基体中的形态及分布的影响;讨论了PTT含量对复合材料静态力学性能的影响,利用差示扫描量热仪分析了PTT对POE基体结晶性能的影响。结果表明,随着分散相含量的提高,PTT微纤的数量逐渐增加,降低了POE基体的结晶度,当POE/PTT质量比为85/15时,拉伸强度较纯POE提高了16.9 %。     

原位复合材料

讨论了原位复合材料的流变性能、亚微形态、力学性能和加工工艺之间的相互关系,初步揭示了体系中液晶微纤分散的形成规律,并指出了原位复合材料的发展概况、趋势及应用前景。     

PE/PBT原位成纤增强复合材料的形态和力学性能研究

采用挤出-熔体拉伸-淬冷法制得了聚乙烯/聚对苯二甲酸丁二醇酯（PE/PBT）原位复合纤维和原位增强材料,研究了挤出后熔体拉伸速度对PBT微纤形态和复合纤维强度的影响以及原位成纤复合材料的性能。结果表明：随着熔体拉伸速度的增加,PBT微纤的平均直径先减小后增大,复合纤维相对强度基本呈上升趋势。在注塑样条中,随着PBT含量的增加,材料的拉伸强度先增大后减小,但比普通共混材料的力学性能好。     

硅烷偶联剂改性绢云母补强丁苯橡胶的研究

以片状绢云母粉体为基料,采用γ-巯丙基三乙氧基硅烷对绢云母表面改性,通过橡胶复合材料的力学性能评价表面改性效果。结果表明：改性剂用量2%、改性温度90℃、改性时间20 min为绢云母粉体最适宜的改性条件,此条件制备的绢云母/丁苯橡胶( SBR)复合材料力学性能改善明显。 FTIR分析表明：硅烷偶联剂与矿物表面发生了化学键合;SEM观察发现改性绢云母能均匀分散在橡胶基体中,与橡胶形成良好界面结合,证实了绢云母通过表面改性能有效的提高对丁苯橡胶的补强性能。     

碳纳米管改性聚氨酯复合材料

用原位聚合法制备两组聚氨酯(PUR)/碳纳米管(CNTs)复合材料.一组是在超声波作用下将CNTs直接和PUR复合;另一组是将硅烷偶联剂处理的CNTs在超声波作用下与PUR原位聚合制备PUR/CNTs复合材料.探讨了CNTs含量对复合材料电性能的影响,在w(CNTs)为1.0%时可用作抗静电材料.经硅烷偶联剂处理的CN...     

Heterogeneous polymer–polymer composites. I. Theory of viscoelastic properties and equivalent mechanical models

The representation and interpretation of dynamic mechanical properties of heterogeneous polymer–polymer composites are discussed in terms of equivalent mechanical models and the viscoelastic form of the well-known Kerner equation. Model parameters calculated from dispersed phase volume fraction and matrix Poisson's ratio (using the Kerner equation) are in fairly good agreement with experimental values for systems comprising soft inclusions in a hard matrix. The effects of partial phase inversion on dynamic properties are discussed in terms of an extension of the Kerner equation. Model calculations indicate that the in-phase component of the complex modulus depends primarily on dispersed phase volume concentration, while the out-of-phase component depends on both the concentration and the morphology of the dispersed phase. Although substantial information about the microstructure of polymer–polymer composites can in principle be deduced from dynamic measurements, quantitative correlation between dynamic properties and use properties such as impact strength (which may have a quite different dependence on structural parameters) is probably fortuitous.     

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。     

三聚氰胺结构型阻燃聚氨酯的合成及性能研究

采用化学接枝法设计制备出羟甲基三聚氰胺多元醇,通过与聚氨酯预聚体原位缩聚,使三聚氰胺以化学键合形式均匀分散在聚氨酯预聚体中制备结构型三聚氰胺/聚氨酯复合材料。采用FTIR表征三聚氰胺的接枝过程,SEM表征复合材料的断面形貌,考察了结构型三聚氰胺/聚氨酯复合材料的力学和阻燃性能。结果表明:结构型三聚氰胺/聚氨酯复合材料的力学性能、阻燃性能都有显著提高。相比于添加型三聚氰胺/聚氨酯复合材料,结构型三聚氰胺/聚氨酯复合材料对力学恶化的影响较小;填充量10wt%时结构型复合材料的氧指数即达到了33.5,并满足UL94 V-0级别。     

Microstructure and mechanical properties of in-situ hot pressed (TiB2 + SiC)/Ti3SiC2 composites with tunable TiB2 content

Without impurity phases detected, fully dense (TiB₂?+?SiC)/Ti₃SiC₂ composites have been successfully synthesised by in-situ reaction hot pressing. The effect of TiB₂ content on phase composite, sintering properties, microstructure, and mechanical properties of the composites were thoroughly investigated. With TiB₂ content increasing from 0 to 50?vol.-%, the flexural strength increases first and then decreases, whereas fracture toughness, hardness and modulus show a linear increase. The maximum strength of 826?MPa was obtained at 20?vol.-% TiB₂. On the whole, the (TiB₂?+?SiC)/Ti₃SiC₂ composites exhibit a superior comprehensive mechanical properties superior to other reported Ti₃SiC₂-based composites reinforced by singular reinforcement. The significant strengthening and toughening effect induced by the in-situ incorporated TiB₂ can be ascribed to the unique properties of TiB₂ and the synergistic action of many mechanisms including particle reinforcement, pulling out of grains, crack deflection and grain refinement strengthening.