橡纤混杂型PP/PET/MFC/HET原位成纤复合材料的形态结构和力学性能

采用扫描电镜观察、透射电镜观察、偏光显微镜观察、力学性能测试等方法,研究了橡纤混杂型PP/PET/MFC/HET原位成纤复合材料的微纤结构、断面形态和力学性能.结果表明:多功能增容剂MFC对体系起着反应性增容和橡胶增韧的双重功效,加入"适量"MFC,有利于形成精细化程度更高、承载能力更强的PET微纤;MFC、HET对复合材料断面形态的影响显著,断裂机理由典型的脆性断裂转变为韧性断裂;提高基体PP的熔体流动速率,复合材料力学性能的绝对值和相对于基体提高的幅度都增大,HFPP/PET/MFC/HET的NIIS、TYS和FM分别达到原料HFPP的3.49倍、99%和1.73倍,实现了PET微纤、MFC、HET的协同增强.     

PET-MFIAA/ PP原位成纤复合材料的形态结构及力学性能

用钉挂预埋多功能界面活化剂(MFIAA)的PET(PET-MFIAA)与PP共混 - 挤出 - 拉伸,制备了PET-MFIAA/PP原位成纤复合材料,采用扫描电镜、偏光显微镜观察和力学性能测定的方法,研究了PET-MFIAA/PP的PET微纤形态、试样断面形态及力学性能,并与PET/PP、MFIAA/PET/PP两种原位成纤复合材料进行对比。结果表明: PET-MFIAA/PP PET微纤与PP基体间具有强的相互作用,PET微纤呈粗细不均匀、凹凸不平的异形形态及柔性界面等结构特征,形成了强的界面结合,其刚性、韧性均比纯 PP明显提高,含7.00% MFIAA的PET-MFIAA/PP复合材料的拉伸屈服应力、弯曲弹性模量和悬臂梁缺口冲击强度分别达到了纯PP的1.04倍、1.23倍和1.79倍。     

PP/PA6原位成纤复合材料 I.形态与力学性能

不相容的通用热塑性塑料聚丙烯（ＰＰ）和尼龙６（ＰＡ６）共熔挤出，当ＰＡ６为分散相时，得到了ＰＡ６纤维分散于ＰＰ基体中的原位复合材料。在ＰＰ和ＰＡ６的熔点之间成型，可以保持住纤维的形态。材料的拉伸强度下降，但冲击强度得到大幅度提高。     

PP/ PA6原位成纤复合材料I. 形态与力学性能

不相容的通用热塑性塑料聚丙烯(PP) 和尼龙6 (PA 6) 共熔挤出, 当PA 6为分散相时, 得到了PA 6纤维分散于PP 基体中的原位复合材料。在PP 和PA 6的熔点之间成型, 可以保持住纤维的形态。材料的拉伸强度下降, 但冲击强度得到大幅度提高。     

拉伸作用对PP/PA6原位成纤复合体系的影响

将聚丙烯与尼龙共混,在挤出加工中ＰＡ６作为分散相可以在ＰＰ基体中成纤。改变挤出出模品所受的牵引作用的速度,研究了由此产生的材料形态与力学性能的变化规律。发现随牵引速度的提高,ＰＡ６微纤的平均直径工变小,尺寸分布更均匀,力学性能也随之提高。     

LMPM／PP原位复合材料微纤结构的形成

采用（１）毛细管直接挤出；（２）熔融混炼毛细管挤出和（３）熔融混炼单螺杆挤出三种加工法制备了低熔点金属（ＬＭＰＭ）与聚丙烯（ＰＰ）的原位复合材料，研究了加工方法及ＬＭＰＭ用量对复合材料形态结构的影响。结果表明：方法（３）较易使ＬＭＰＭ在ＰＰ基体中原位成纤；ＬＭＰＭ用量较少时不易成纤，但在保证ＬＭＰＭ能成纤的条件下，ＬＭＰＭ用量越少，ＬＭＰＭ纤维越细，在成型时赋予拉伸力，ＬＭＰＭ更易成纤，提出了剪切     

尼龙66/SiO2纳米复合材料的界面结构及其对材料力学性能的影响

采用熔融共混的方法在双螺杆挤出机上制备出尼龙66/SiO2纳米复合材料,并利用红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)以及透射电子显微镜(TEM)对尼龙66/SiO2的界面进行了分析,结果发现,在熔融共混过程中经过表面改性的SiO2能够和尼龙66基体发生相互作用,形成一种基于共价键和氢键连接的界面层结构。力学性能测试结果表明这种界面结构的形成有利于纳米复合材料拉伸强度的提高。但对材料缺口冲击强度的影响并不明显。     

PP/ PA6原位成纤复合材料II. 加工条件对性能、形态的影响

在PP/ PA 6共混物的挤出加工中分别调整加工温度、挤出机螺杆转速、牵引速率, 得到不同加工条件下的PP/ PA 6原位成纤复合材料。研究了加工条件与分散相形态、力学性能的关系。发现当螺杆转速越高、牵引速率越快、加工温度越低, 分散的PA 6纤维尺寸越小, 复合材料的力学性能越好。     

PP/PET原位成纤复合材料的增强效应

用挤出-拉伸-注塑法制得了PP/PET原位成纤增强复合材料,以不拉伸的普通共混材料作对照,研究了PET质量含量(C_m)对PET成纤性和材料拉伸强度(σ_t)及模量(E)的影响及其作用机制。结果表明,C_m由0增至20%时,PET纤维数量增多,纤维直径及其分散性以C_m=15%为界先减少后增大;材料的σ_t、E在C_m=15%时有最大值,分别比纯PP提高约20%和70%。熔体拉伸时分散相液滴的聚结-形变成纤对PET相形态随C_m的变化起关键作用,分散相对基体增强效应与两相界面缺陷效应的相互竞争,纤维对基体增刚作用受纤维数量和细度的双重控制,分别是决定材料σ_t~C_m、E~C_m关系的支配因素。     

聚丙烯接枝物反应挤出增容PP/PA6共混物的形态结构

采有PP熔融接枝MAH和不饱和羧酸混合单体通过反应挤出增容PP/PA6共混物，研究了增容共混物的形态结构。SEM、TEM观察表明，接枝物能明显降低共混物的分散相尺寸，改善体系的分散状况，提高共混物两相的相容性；增容共混物的两相界面结合改善，相界面变得模糊。WAXD、DSC测试表明，用该接枝物增容后的共混物，组分的Xc下降，分散相微晶尺才减小。研究结果表明该接枝物是PP/PA6共混体系的有效增容剂。     

两次挤出制备尼龙66/纳米SiO2复合材料及其结构与性能

通过双螺杆两次挤出技术制得了尼龙66/SiO2纳米微粒复合材料,发现二次挤出的复合材料的拉伸强度、断裂伸长率、杨氏模量、简支梁缺口冲击强度较纯尼龙66均有很大程度的提高,并通过动态力学热分析研究了复合材料的动态力学性能,复合材料的储能模量及玻璃化转变温度均有不同程度的提高。借助SEM分析了复合材料的拉伸断面形貌,并用DSC研究了复合材料的结晶行为。     

Relationship between the Processing,Structure, and Properties of Microfibrillar Composites

The relationship between processing, morphology, and properties of polymeric materials has been the subject of numerous studies of academic and industrial research. Finding an answer to this question might result in guidelines on how to design polymeric materials. Microfibrillar composites (MFCs) are an interesting class of polymer–polymer composites. The advantage of the MFC concept lies in developing in situ microfibrils by which a perfect homogeneous distribution of the reinforcement in the matrix can be achieved. Their potentially excellent mechanical properties are strongly dependent on the aspect ratio of the fibrils, which is developed through a three-stage production process: melt blending, fibrillation, and isotropization. During melt blending, the polymers undergo different morphological changes, such as a breakup and coalescence of the droplets, which play a crucial role in defining the microstructure. During processing, various parameters may affect the morphology of the MFCs, which must be taken into account. Besides the processing parameters, the microstructure of the composite is dependent on the composition ratio of the blend and viscosity of the components, as well as the dispersion and distribution of the microfibrils. The objective here is to outline this importance and bring together an overview of the processing–structure–property relationship for MFCs.     

PA6-66-1010/MCPA6复合材料的结构与性能

采用原位聚合法制备了三元共聚尼龙6-66-1010(PA6-66-1010)与原位浇铸尼龙6(MCPA6)的共混复合材料。利用差示扫描量热法(DSC)、动态热机械分析(DMA)、力学性能测试和扫描电子显微镜(SEM)表征复合材料的结晶熔融行为、动态力学性能、力学性能及断裂破坏形貌。结果表明,PA6-66-1010的加入,使得复合材料中MCPA6分子间的氢键作用减弱、分子链活动性增加;复合材料的结晶温度、熔融温度、结晶度随着PA6-66-1010含量的增加而下降;PA6-66-1010的加入,破坏了MCPA6分子间氢键的规整性,使得复合材料韧性得到提高而强度变化不大;当PA6-66-1010含量为10%时,复合材料断裂伸长率提高近6倍。     

电子束辐照对尼龙66纤维结构和力学性能的影响

研究了室温空气条件下电子束辐照剂量(范围0~1000 k Gy)对尼龙66纤维结构和力学性能的影响。利用广角X射线衍射仪、差示扫描量热仪、扫描电镜以及YG065型织物强力仪等测试方法研究了不同辐照剂量尼龙66的特性黏数、晶型结构、取向度、结晶和熔融行为,以及表面形貌和力学性能。研究结果表明,在设置的辐照剂量范围内,随着剂量的增加,纤维原有的晶型结构不变,但是,伴随辐照诱导非晶区分子链的重排,纤维的结晶度提高,取向有所改善,而结晶和熔融温度向低温偏移,熔融峰出现宽化。说明辐照主要导致尼龙66分子链氧化降解,降低其热稳定性,在电子束的撞击下,纤维表面产生了微裂纹,增加了应力集中,破坏了纤维的力学性能。     

熔融共混法制备羧基化多壁碳纳米管/PA66 复合纤维及其性能

采用熔融共混法制备了不同质量分数的羧基化多壁碳纳米管(CMWNTs)/聚己二酸己二胺(PA66)切粒, 并将切粒熔融纺丝制成CMWNTs/PA66复合纤维。 采用SEM、 DMA和单纤维电子强力仪等研究了CMWNTs对复合纤维形貌和力学性能的影响。CMWNTs在纤维中沿纤维轴向束状分布均匀。CMWNTs的加入提高了PA66纤维的力学性能和玻璃化温度。CMWNTs的质量分数为0.5%时, CMWNTs/PA66复合纤维的储能模量最大, 为PA66纤维的5.5倍; 玻璃化温度提高了27.6℃。CMWNTs的质量分数为0.3％时, 复合纤维的初始模量最大, 比PA66纤维增加了101.4%。当CMWNTs的质量分数为1%时, 复合纤维的断裂强度最大, 与纯PA66相比增加了48.8%。      

分散相含量对乙烯-醋酸乙烯酯共聚物/聚丙烯原位微纤复合材料微纤形态、结晶行为及流变和力学性能的影响

利用微纳层叠共挤出装置成功制得EVA/PP原位微纤复合材料(MFCs),并对其微纤形态、力学性能、结晶性能和流变行为进行了研究。结果表明:PP在EVA中能够形成微纤,且随PP含量增加,直径较大的微纤数量显著增多,MFCs的储能模量(G′)和损耗模量(G″)都相应增大。且当PP含量低于10%(质量分数,下同)时,复合材料体系是部分相容的,但当PP含量超过10%时,体系发生相分离现象。PP微纤能够有效提高EVA的拉伸强度。当PP含量为20%时,拉伸强度最大,为16.71MPa,比纯EVA树脂提高了42.9%。差示扫描量热法(DSC)测试显示PP微纤会阻碍EVA的结晶行为,使MFCs的结晶度降低。     

灭菌处理对纳米羟基磷灰石增强聚酰胺66 复合材料性能的影响

不同灭菌方法都有可能对骨修复生物材料的物理和化学性能产生影响。骨修复生物材料的力学性能决定了整形外科手术的短期或中长期结果。文中采用IR,XRD和常规力学性能测试等方法研究了蒸汽灭菌和γ射线辐照灭菌对纳米羟基磷灰石增强聚酰胺66(n-HA/PA66)骨修复复合材料的物理化学性能的影响。XRD和IR分析结果表明,两种灭菌方法都不会改变n-HA/PA66骨修复材料中两相的功能团结构和晶体结构。蒸汽灭菌过程会降低材料的拉伸强度,杨氏模量,压缩强度和弯曲强度;而γ射线辐照灭菌处理对材料的力学强度有一定增强作用。     

形状因子对微观定向结构Cu-W复合材料触头的力学和电学性能的影响

设计了三种微观定向结构的Cu-W复合电触头材料,用差异显著的形状因子对其表征,研究了形状因子对其导电性能和力学性能的影响。基于有效介质方程(GEM)和导电通道理论并结合仿真计算,得到不同骨架结构复合材料的电流密度分布及其与形状因子的关系。结果表明,形状因子F越接近1导电通道越容易形成团簇,导电性能越好;基于Mises屈服准则计算力学性能,仿真分析了不同结构复合材料的形变特性,提出其力学性能与形状因子的关系,即随着形状因子圆形度的增大力传导微元的稳定性随之提高;形状因子的圆形度越大,力传导微元越不易发生变形,机械性能越好。根据Cu-W复合电触头材料的导电性能和力学特性,可进一步优化其综合性能。     

稻壳粉/PP复合材料的力学性能

制备了稻壳粉/聚丙烯(PP)复合材料,分析了稻壳粉粒度及含量对PP复合材料力学性能的影响,用扫描电镜(SEM)对稻壳粉/PP复合材料拉伸断面进行了分析。结果表明,稻壳粉粒径和含量对PP复合材料性能有一定影响,稻壳粉粒径为245μm的PP复合材料有较好的综合力学性能;随着稻壳粉含量的增加,PP复合材料拉伸强度及断裂伸长率下降,稻壳粉含量为30%时,复合材料弯曲强度和模量均有最大值。稻壳粉含量较低时,其在PP中分散较好,与PP相容性好,复合材料为韧性破坏;稻壳粉含量较高时,稻壳粉有集聚现象,与PP相容性较差,材料的性能较低,复合材料为脆性破坏。