玄武岩纤维/玄武岩颗粒增强高密度聚乙烯复合材料性能

玄武岩纤维(BF)和玄武岩颗粒(BP)增强高密度聚乙烯(PE-HD)力学性能优良,特别是硬度较高,用于防白蚁高压电缆护套的制造。首先利用硅烷偶联剂KH550对BF和BP进行表面改性,然后利用转矩流变仪熔融共混BP、BF和PE-HD,最后通过微型注塑机制备不同填料含量的PE-HD/BF/BP复合材料。通过扫描电子显微镜、差示扫描量热仪、同步热分析仪、万能试验机、动态力学性能分析仪、邵氏硬度计、流变仪等研究复合材料的形态、力学性能、结晶性能、热稳定性能及流变性能等。结果表明,与PE-HD相比,BF和BP填料的引入显著增强了PE-HD/BF/BP复合材料的力学性能和热稳定性能,当BF含量为20份,BP含量为10份时(BF20BP10),复合材料的力学性能最优,拉伸强度和拉伸弹性模量分别为47.51 MPa和3 331.39 MPa,分别增加了41.7%和211%,硬度达到70.2HD,明显超出防白蚁电缆对硬度的要求,即大于65HD,因此具有更优异的防白蚁啃食性能。与其它配方相比,BF20BP10复合材料具有较高的结晶度、储能模量,较小的损耗因子。因此,PE-HD/BF/BP复合材料的最优配方...     

不同树种木粉/PE-HD复合材料性能比较

以水曲柳、落叶松木粉为填料,与高密度聚乙烯(PE-HD)复合,对比研究不同树种对复合材料力学性能和加工流变性的影响.研究结果表明:未加界面相容剂,水曲柳木粉/PE-HD复合材料(MWF/PE-HD)的力学性能高于落叶松木粉/PE-HD复合材料(LWF/PE-HD)(缺口冲击强度除外);5％MAPE的加入,使2种复合体系的力学性能大幅提高并且MWF/PE-HD力学性能的数值大大好于LWF/PE-HD.转矩流变数据显示,在木粉添加量较高时,LWF/PE-HD有更好的加工性能.扫描电子显微镜(SEM)显示水曲柳木粉在PE-HD基体中的分散性以及界面黏结性都要好于落叶松木粉复合材料.     

填料增强回收聚丙烯基复合材料制备及性能

以麦秸秆纤维(WSF)、无机填料(CaCO_3、粉煤灰)和回收聚丙烯(RPP)为原料,通过熔融共混和模压成型工艺制备了无机填料/WSF/RPP复合材料。研究了秸秆含量、无机填料种类及用量对复合材料力学性能、微观界面性能、吸水率以及热膨胀性能的影响。结果表明:无机填料与树脂基体之间的界面性能不佳,且随着无机填料用量的增加,复合材料的弯曲强度、弯曲模量均出现不同程度的降低。此外,添加CaCO_3和粉煤灰可显著降低复合材料的吸水率(WA)和线性热膨胀系数(LTEC),提高复合材料的尺寸稳定性。其中,当CaCO_3用量为25%时,复合材料的WA和LTEC值最低,分别为8.46%和40.4×10~(-6)℃~(-1)。     

MAPE含量对PE木塑复合材料冲击强度的影响

以高密度聚乙烯(PE-HD)和马来酸酐接枝聚乙烯(MAPE)共混物为塑料基体,以木粉(WF)为填料,采用压制成型法制备了木塑复合材料。研究了MAPE含量对塑料基体和木塑复合材料冲击强度的影响。结果表明,MAPE含量对MAPE/PE-HD塑料基体和木塑复合材料的冲击强度影响显著;保持MAPE和PE-HD的总含量不变时,当木粉含量为30 %时,木塑复合材料的冲击强度随MAPE含量的增大而逐渐减小;当木粉含量为70 %时,木塑复合材料的冲击强度随MAPE含量的增加而逐渐增大。     

聚乳酸/麦秸秆纤维复合材料力学及吸水性能研究

以西北地区麦秸秆纤维（WSF）和聚乳酸（PLA）为原料,通过熔融共混的方式加工制备了PLA/WSF复合材料,研究了偶联剂γ—氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）对PLA/WSF复合材料的力学性能、吸水性能及界面性能的影响。利用傅里叶变换红外光谱仪(FITR)对改性前后的WSF进行分析,采用扫描电子显微镜（SEM）研究了复合材料拉伸断面的形貌变化。结果表明,KH550与WSF中羟基的反应降低了WSF表面极性;随着WSF含量的增加,PLA/WSF复合材料的力学性能最终呈现下降的趋势;经KH550对WSF改性处理, PLA/WSF复合材料的力学性能得到提升,同时降低了复合材料的吸水性;KH550处理改善了WSF与PLA的界面相容性。     

废纸/麦秸秆增强PE-HD复合材料性能对比研究

以废纸(WP)、麦秸秆(WF)和高密度聚乙烯(PE-HD)为原料,采用注射成型法制备了PE-HD/WP与PE-HD/WF复合材料,研究了WP与WF纤维含量以及硅烷偶联剂(KH570)含量对复合材料性能的影响,并对力学、吸水及界面性能进行了对比分析。结果表明,复合材料的力学性能均随WP与WF的加入呈先增加后降低的趋势,WP和WF的最佳含量分别为20%(质量分数,下同)和30%;KH570的加入改善了复合材料的界面相容性,提高了力学性能,降低了吸水性能,PE-HD/WP与PE-HD/WF复合材料的KH570最佳含量分别为1%和2%;WP与WF的长径比分别为24.2与12.5;当纤维含量为20%时,PE-HD/WP复合材料的力学性能、吸水性能及界面相容性均优于PE-HD/WF复合材料。     

PE-HD/CF/HGB三元复合材料的制备及力学性能

以高密度聚乙烯(PE-HD)为基体、碳纤维(CF)为增强材料,采用双辊塑炼工艺制备了PE-HD/CF复合材料,力学性能测试结果表明该复合材料的拉伸和弯曲性能随CF含量的增加而增大,但缺口冲击强度逐渐下降。在该复合材料基础上添加空心玻璃微珠(HGB)制得PE-HD/CF/HGB三元复合材料,力学性能测试结果表明当HGB用量为10份且CF用量为15份时,三元复合材料的拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度均达到最大,分别为46.98 MPa,45.69 MPa和8.17 kJ/m2,较未加HGB的PE-HD/CF复合材料分别提高了7.19%,4.17%和10.4%。扫描电子显微镜结果表明,HGB主要通过其变形和破坏来吸收冲击能量,从而提高复合材料的韧性。     

木粉含量对PE-HD/木粉复合材料热性能及热流变性能的影响

以回收高密度聚乙烯(PE-HD)为塑料基体,以木粉作为填充料,用微型挤出成型设备制备了PE-HD/木粉复合材料,研究了高填充含量的木粉对PE-HD/木粉复合材料热性能、热流变性能的影响。结果表明,随着木粉含量的增加,PE-HD/木粉复合材料的熔融峰温度降低,结晶峰温度增加;PE-HD/木粉复合材料的热分解分两个阶段,木粉含量的增加,降低了PE-HD的分解速度和PE-HD/木粉复合材料的分解总量;随着木粉含量的增加,PE-HD/木粉复合材料的表观黏度增大、假塑性增强,对剪切的依赖性增强,可以通过提高剪切速率降低材料的表观黏度。     

PE-HD/GNP/MWCNT纳米复合材料性能

采用熔融共混法制备了高密度聚乙烯(PE-HD)/石墨烯纳米片(GNP)/多壁碳纳米管(MWCNT)纳米复合材料。研究了GNP/MWCNT比例对PE-HD/GNP/MWCNT纳米复合材料流变特性、电学及力学性能的影响。结果表明,3种PE-HD/GNP/MWCNT纳米复合材料的储能模量曲线均在低频区出现"第二平台"。MWCNT含量增大有利于提高纳米复合材料的导电性,GNP/MWCNT比例为2/8时,复合材料呈现出更低的体积电阻率。当GNP+MWCNT含量为0.5份、GNP/MWCNT比例分别为7/3,5/5,2/8时,PE-HD/GNP/MWCNT纳米复合材料悬臂梁缺口冲击强度均呈现最大值,分别为15.05,9.98,10.42 kJ/m~2,是纯PE-HD的2.32,1.54,1.60倍。纳米复合材料冲击韧性提高的根本原因在于GNP和MWCNT协同诱发PE-HD基体产生明显的屈服。GNP/MWCNT填料的加入可使3种纳米复合材料的拉伸强度和弯曲强度有所提高。     

PE-HD/CBCNT与PE-HD/CNT复合材料的制备和性能对比

以高密度聚乙烯(PE-HD)作为聚合物基体,炭黑改性碳纳米管(CBCNT)和碳纳米管(CNT)作为填料,采用传统熔融共混法分别制备了PE-HD/CBCNT和PE-HD/CNT两种复合材料,并对二者的结构和性能进行对比研究.结果表明,CBCNT结构疏松,更易于在PE-HD中均匀分散,其与PE-HD的相容性优于CNT.当填...     

PE-HD/热处理秸秆复合材料的制备及性能研究

以热处理秸秆为增强纤维,以高密度聚乙烯（PE-HD）为基体,制备PE-HD/热处理秸秆复合材料。考查了不同热处理温度与不同热处理时间对复合材料的力学性能以及复合材料吸水性的影响。结果表明,与PE-HD/未热处理秸秆复合材料相比,PE-HD/热处理秸秆复合材料吸水性有很大幅度的降低;力学性能中拉伸强度和弯曲强度与纯PE-HD相比有明显增强,与PE-HD/未热处理秸秆复合材料相比有所降低;通过扫描电子显微镜观察复合材料的微观形貌发现,复合材料中增强纤维与基体均匀混合,纤维在长度方向形成了定向排列。     

聚烯烃/石蜡复合相变储能材料的研究

分别以低密度聚乙烯(PE-LD)、高密度聚乙烯(PE-HD) .聚丙烯(PP).聚苯乙烯(PS)为支撑材料、石蜡为相变材料,采用加热熔融法制备聚烯烃石蜡复合相变储能材料。考察了不同种类的聚烯烃材料对复合材料储能的影响,通过DSC测出PE-LD/石蜡、PE-HD/石蜡、PP/石蜡、PS/石蜡复合相变材料的相变烩分别为68.44J/g、45.52J/g、40.06J/g、1.19J/g。结果表明,PE-LD是其中最好的基体材料,具有最大的相变烩。随着石蜡含量的增加,PE-LD/石蜡复合材料的相变烩逐渐增大。此外,硅藻土和活性炭填料的加人有利于提高相变烩,增强复合材料的稳定性。     

PE-HD／PANi／EG复合材料的制备

用过硫酸铵氧化原位聚合法成功制备了聚苯胺/膨胀石墨(PANi/EG)导电复合填料,用溶液法对高密度聚乙烯(PE-HD)填充复合,制备出PE-HD/PANi/EG复合材料,实现了PE-HD由绝缘体向半导体的转化。通过X射线衍射、扫描电镜、电导率测量对材料进行了表征,结果表明:PANi/EG复合填料XRD表征初级粒子尺寸小于28nm,SEM表征聚集体粒子尺寸约500nm左右,电导率高于0.5S/cm;复合导电填料质量分数为5%时,电导率达到10-10S/cm,接近抗静电材料的要求。     

MRP/MH/EG协同阻燃HDPE的性能研究

以微胶囊化红磷(MRP)、氢氧化镁(MH)及可膨胀石墨(EG)为阻燃剂,采用熔融挤出法制备了多组高密度聚乙烯(PE-HD)阻燃复合材料。采用氧指数测试、垂直燃烧测试、红外光谱分析、激光拉曼光谱分析、热重-差热分析、扫描电子显微镜分析及拉伸性能测试等方法对复合材料的阻燃性能、热稳定性、力学性能和断面的微观形貌进行了研究,并探讨了阻燃机理。结果表明,单独使用EG时阻燃效果差,但将EG与MRP、MH复配使用能有效改善材料的阻燃性能;当PE-HD/MH /MRP /EG = 100/35/15/5(质量份,下同)时,复合材料的氧指数为28.5 %,垂直燃烧达到UL 94 V-0级,而阻燃剂的加入对材料拉伸性能的影响并不是很大;SEM分析表明, EG与PE-HD基材有很好的相容性,而MRP或MH与PE-HD基材的相容性较差。     

基于香农熵的超细粉体填料混合均匀度的评价研究

以香农熵理论为基础,提出了一种量化表征超细粉体填料在基体中混合均匀度的方法。以高密度聚乙烯/碳酸钙(PE-HD/CaCO3)复合材料为研究对象,首先用Photoshop和Image-pro-plus对样品扫描电子显微镜照片中的颗粒和团聚体尺寸进行统计,计算出了相对香农熵和团聚系数,分别表征超细铝粉的分布混合和分散混合,然后引入混合系数对混合均匀性进行综合评价。结果表明,添加了分散剂的PE-HD/CaCO3,CaCO3混合系数较高,拉伸强度和弯曲强度较大,验证了此方法对超细粉体填料混合均匀度评价的适用性。     

机械力引发马来酸酐官能化PE-HD研究

采用机械力引发方法研究了马来酸酐(MAH)熔融接枝高密度聚乙烯(PE-HD)的官能化反应,并考察了接枝产物对PE-HD/PA66及PE-HD/GF材料力学性能的影响。结果表明:通过控制引发剂含量和提高双螺杆挤出机的螺杆转速可抑制PE-HD在接枝过程中的交联副反应,制得具有较高接枝率(Gd=0.75~1.34%),较好熔体流动性(0.3~0.6g/10min)和较低凝胶含量(≤0.9%)的接枝产物;该方法所得产物可使PE-HD/PA66共混材料的缺口冲击强度提高至6.5倍以上,使PE-HD/GF复合材料的拉伸、弯曲和缺口冲击强度显著增大。     

硅烷偶联剂对高密度聚乙烯/硅藻土的改性研究

采用煅烧、酸化的方法先对硅藻土预处理,然后用硅烷偶联剂（KH550、KH590、Si69）对硅藻土进行改性,利用熔融共混法制备了硅藻土增强高密度聚乙烯 (PE-HD) 复合材料。研究了硅藻土含量和改性剂含量及种类对复合材料力学性能和耐热性的影响。利用傅里叶变换红外光谱仪 (FTIR) 和扫描电子显微镜 (SEM)研究了KH590-硅藻土增强PE-HD复合材料的相容性及形貌结构。结果表明,KH590改性的硅藻土在 PE-HD 中分散均匀,两者间界面相容性较好,断面形态更加均匀;采用1份（质量份,下同）KH590改性2份硅藻土的改性效果最佳,拉伸强度提高了23.8 MPa,冲击强度提高了122.1 kJ/m2,并且热分解提高了10 ℃。     

高模量高抗冲聚丙烯复合材料的制备及性能研究

通过熔融共混法研究了乙烯-辛烯共聚物(POE)、滑石粉和高密度聚乙烯(PE-HD)的含量对高模量、高抗冲聚丙烯(PP)复合材料力学性能、结晶行为、热分解行为以及相态的影响。结果表明,PP与POE的黏度比越小,PP/POE复合材料的韧性越好;当PP/POE/滑石粉/PE-HD复合材料的质量比为13/4/12/3时,综合力学性能最佳;相比纯PP,复合材料的弯曲模量提高了60.1%,缺口冲击强度提高了435.9%,拉伸强度和弯曲强度分别降低了27.4%和17.4%;PE-HD能够增强PP与POE的界面相互作用,提高复合材料的韧性;加入滑石粉和PE-HD均可提高复合材料的起始分解温度以及最大热失重速率温度,提高了复合材料的热稳定性。     

熔融浸渍法制备PE-HD/黄麻纤维复合材料工艺及性能研究

采用特殊设计的天然纤维熔融浸渍模具制备黄麻长纤维颗粒,通过注塑工艺,制备了长黄麻纤维增强高密度聚乙烯（PE-HD）复合材料。研究了纤维含量、浸渍模具温度对PE-HD/黄麻纤维复合材料力学性能、微观断面形貌的影响。结果表明,利用熔融浸渍工艺制备PE-HD/黄麻纤维复合材料,有效地保障了黄麻纤维的长度,可显著提高复合材料的力学性能;当黄麻纤维含量为45 %,浸渍模具温度为210 ℃时,PE-HD/黄麻纤维复合材料的拉伸强度和弯曲强度最优,相对纯PE-HD分别提高了49.1 %和137 %。     

高导热绝缘尼龙复合材料的制备和性能

以尼龙6 (PA6)为基体,采用两种不同粒径的氧化铝(Al203)按1∶1混合后,再与高导热填料氮化铝(AlN)复配成导热填料,采用熔融挤出法制备PA6/Al20JAlN导热绝缘复合材料.研究了复配填料含量为60％时,复配填料中AlN含量对复合材料力学性能、导热性能和结晶性能的影响.采用扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的微观形貌进行了表征.结果表明,复合材料的热导率随着复配填料中AlN含量的增加而增大.复合材料的拉伸强度和弯曲强度随复配填料中AlN含量的增加先增大再减小,AlN含量占复配填料的50％时,复合材料拉伸强度和弯曲强度分别达到最大值83.09 MPa和137.14MPa.复合材料的结晶度和熔融温度没有显著变化.扫描电镜显示填料与基体的相容性较好.