水滑石在二乙基次膦酸铝阻燃PA66/GF材料中的应用

采用双螺杆挤出造粒工艺制备二乙基次膦酸铝(AlPi)阻燃玻璃纤维增强尼龙66(PA66/GF)复合材料，研究水滑石替换传统三聚氰胺聚膦酸盐(MPP)对复合材料综合性能的影响。结果表明：水滑石含量增加会导致复合材料拉伸强度及悬臂梁缺口冲击强度降低，水滑石添加质量分数为6%时，复合材料拉伸强度由122 MPa降低至114 MPa,悬臂梁缺口冲击强度由8.3 kJ/m²降低至7.6 kJ/m²,但弯曲强度及弯曲模量有所增加。当水滑石添加质量分数超过6%时，燃烧后碳层强度及致密性明显提升，材料可获得稳定的V-0阻燃等级。锥形量热测试分析进一步证明水滑石的引入可以降低引燃时间(TTI)、平均热释放速率(mHRR)和总热释放量(THR),参与提升碳层强度及致密性，改善复合材料阻燃性能。     

基于利乐包再生塑料增韧PA6的应用研究

研究了纸铝塑复合包装再生塑料的主要成分,对其进行马来酸酐(MAH)接枝改性研究,并应用于尼龙增韧,得到综合性能优异,性价比高的尼龙合金材料,充分发挥再生塑料的经济价值。通过分析得出利乐包再生塑料的成分为低密度聚乙烯(LDPE)和线型低密度聚乙烯(LLDPE),并含有少量聚丙烯(PP)和乙烯丙烯酸共聚物(EAA);再生塑料接枝马来酸酐后可提升与尼龙的相容性,提高尼龙缺口冲击强度,其中使用过氧化-2-乙基己酸叔丁酯(TBEC)低温反应接枝的再生塑料对尼龙6(PA6)的缺口冲击强度提高最为明显,质量分数20%接枝物可以将PA6缺口冲击强度从4 kJ/m²最高提到18 kJ/m²;将再生塑料与聚烯烃弹性体(POE)进行共接枝,随POE比例的提高,增韧效果也明显提高,当添加20%接枝物(基体树脂POE含量50%)后,PA6缺口冲击强度达到33 kJ/m²。     

长玻璃纤维增强尼龙6复合材料力学性能的研究

研究以聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)和聚烯烃弹性体接枝马来酸酐(POE-g-MAH)为界面相容剂的长玻璃纤维增强尼龙6(LGF/PA 6)复合材料的力学性能,并与短玻璃纤维增强尼龙6(SGF/PA 6)复合材料的力学性能进行对比。结果表明:LGF/PA 6复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量均随着玻璃纤维含量的增加呈直线上升趋势,玻璃纤维质量分数达到40%时,增强效果十分显著;在添加相同含量的玻璃纤维时,LGF/PA 6复合材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量低于SGF/PA 6复合材料;2种复合材料的冲击强度均随着玻璃纤维含量的增加呈非线性增加,当添加相同含量的玻璃纤维时,LGF/PA 6复合材料的冲击强度高于SGF/PA 6复合材料;两种界面相容剂均改善了玻璃纤维与PA 6的界面性能,显著提高了复合材料的冲击强度,其中添加PP-g-MAH的LGF/PA 6复合材料的冲击强度的提高高于添加POE-g-MAH的,但拉伸强度和弯曲强度均有不同程度降低,其中添加POE-g-MAH的LGF/PA 6复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量下降得较为明显。     

滑石粉对高密度聚乙烯力学性能的影响

利用滑石粉增强改性高密度聚乙烯。研究滑石粉添加量对高密度聚乙烯力学性能的影响规律。结果表明,高密度聚乙烯力学性能随着滑石粉含量增加逐渐提升,同时高密度聚乙烯加工、耐热、耐酸碱及耐老化等性能也获得不同程度改善。当滑石粉质量分数为20%时,聚乙烯熔体质量流动速率为8.1 g/10min,拉伸强度为37.2 MPa,断裂伸长率为682.1%,缺口冲击强度为47.2 kJ/m²,弯曲模量为654.2 MPa,增强增韧效果显著,表现较好的刚韧平衡性能。     

GF增强PPS复合材料的制备及性能

采用熔融共混工艺和熔融浸渍分别制备了短玻璃纤维增强聚苯硫醚复合材料（PPS/SGF）和长玻璃纤维增强聚苯硫醚（PPS/LGF）复合材料,并对复合材料的力学性能和耐热性能进行了对比分析。研究结果表明,在玻璃纤维质量分数为30%时,PPS/SGF和PPS/LGF复合材料的拉伸强度分别为110 MPa和122 MPa;弯曲强度分别为175 MPa和208 MPa;弯曲弹性模量分别为8 GPa和9 GPa;缺口冲击强度和无缺口冲击强度分别为7.7,11.9 kJ/m²和31,37 kJ/m²。PPS/LGF复合材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲弹性模量、缺口冲击强度和无缺口冲击强度相较于PPS/SGF复合材料分别提高了11.0%,18.9%,11.3%,54.5%和19.4%。PPS/SGF和PPS/LGF复合材料的热变形温度分别达到250℃和275℃,PPS/LGF复合材料的热变形温度高于PPS/SGF复合材料热变形温度10%。     

相容剂的添加量对玻纤增强聚丙烯性能的影响

相容剂马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)作为聚丙烯和玻璃纤维的桥梁,可极大的改善玻璃纤维和聚丙烯的相容性和分散性,提高玻纤增强聚丙烯的性能。本文论述了相容剂添加量对玻纤增强聚丙烯性能的影响,主要研究熔融指数,拉伸强度,弯曲强度,弯曲模量和缺口冲击强度,并分析了各项性能与相容剂添加量的关系。结果表明,相容剂的加入能够提升玻纤增强聚丙烯的综合性能。     

高氧指数高刚性聚丙烯的制备及其性能

采用磷氮系膨胀型阻燃剂与短玻璃纤维协同改性聚丙烯，制备了高氧指数高刚性聚丙烯，研究了阻燃剂与玻璃纤维对聚丙烯阻燃性能、力学性能、微观形貌的影响，以及改性聚丙烯对加工温度和螺杆转速的敏感性。结果表明：添加质量分数分别为30%阻燃剂和15%玻璃纤维的聚丙烯极限氧指数达到45.5%，垂直燃烧等级达到UL 94 V-0级，拉伸强度为70 MPa，弯曲强度为77.75 MPa，弯曲模量达到4 498 MPa，简支梁缺口冲击强度为5.03 kJ/m2；玻璃纤维显著提高了聚丙烯的熔体黏度，提高加工温度和螺杆转速均能使聚丙烯的塑化时间降低，加工温度对塑化时间的影响相对更大，而平衡转矩和物料温度对转速的敏感性则更强，加工过程中需要重视加工温度和螺杆转速对聚丙烯综合性能的影响。     

聚丙烯增韧改性研究

主要研究了聚烯烃热塑性弹性体（POE）在聚丙烯改性中的应用，并与三元乙丙橡胶、二元乙丙橡胶弹性体进行对比，探讨了POE含量对聚丙烯的力学性能的影响。结果表明，POE改性聚丙烯时，质量分数15％的加入量就能起到明显的增韧效果；POE对聚丙烯缺口冲击强度提高较大，而弯曲模量及拉伸强度降低较小。     

硅灰石与连续玻璃纤维毡组合增强聚丙烯的力学性能

采用硅灰石与连续玻璃纤维毡组合增强聚丙烯,研究了硅灰石的含量,玻璃纤维毡的面密度、基体树脂的性质及界面改性等对材料力学性能的影响。结果表明：采用硅灰石与连续玻璃纤维毡组合增强,可提高复合材料的拉伸、弯曲强度及模量,但过高的硅灰石含量,会导致拉伸及弯曲强度下降,材料的力学性能随着所用玻璃纤维毡面密度的增大而显著提高,采用偶联剂对硅灰石进行处理及在基体聚丙烯中添加功能化聚丙烯,可改善界面结合、提高材料性能,随着功能化聚丙烯含量的增加,材料的拉伸、弯曲强度及模量有所提高,但含量过高时,会引起材料冲击强度的下降;组合增强材料的性能与基体树脂本身的力学性能密切相关,同时还受基体树脂熔体流动性的影响。     

无卤阻燃剂影响玻璃纤维增强聚丙烯性能的研究

以聚丙烯为基料,短切玻璃纤维为增强材料,添加氮–磷膨胀型阻燃剂,制备了无卤阻燃剂增强聚丙烯复合材料。研究了阻燃剂的含量对复合材料拉伸强度、弯曲模量、悬臂梁缺口冲击强度和氧指数的影响。结果表明:不同含量的阻燃剂对聚丙烯/玻璃纤维/无卤阻燃复合材料的力学性能及阻燃性能有不同程度的影响;阻燃剂和玻璃纤维添加质量份分别为25、18的情况下,复合材料的性能最均衡,复合材料的力学性能及阻燃性能最优。     

碳纤维增强微孔可燃壳体的制备及性能研究

为改善以黑索金(RDX)为含能组分、二醋酸纤维素(CA)为黏结剂的可燃壳体的力学性能,在此基础配方上添加适量碳纤维(CF),然后通过超临界二氧化碳(SC-CO2)发泡技术制备了微孔可燃壳体;采用扫描电子显微镜和落锤冲击试验机,分别研究了发泡前后可燃壳体的断面形貌和力学性能。结果表明,添加适量的CF,可提高可燃壳体的冲击强度,且冲击强度随着CF添加量的增大而增大;当CF的质量分数为1.0%时,未发泡可燃壳体的力学性能最优,冲击强度由5.11kJ/m²提高到8.20kJ/m²,增幅达60.47%;增大饱和压力、发泡温度和发泡时间都能够增大泡孔直径,但发泡温度高于130℃会导致泡孔合并;发泡将降低壳体的力学性能,但采用受限发泡制得的可燃壳体的冲击强度优于自由发泡法,当发泡时间为180s时,受限发泡的冲击强度由自由发泡时的5.93kJ/m²升至6.34kJ/m²。     

PTW增强POM/TPU复合材料的制备及性能研究

以钛酸钾晶须(PTW)为增强体,采用熔融共混和注射成型法,制备了聚甲醛(POM)/热塑性聚氨酯弹性体(TPU)/PTW复合材料。研究了PTW含量对POM/TPU复合材料力学性能的影响,并借助扫描电子显微镜(SEM)分析了冲击断面形貌。结果表明,TPU的加入有效改善了纯POM的韧性,当TPU含量为10%(质量分数,下同)时,缺口冲击强度是纯POM的2.5倍,但拉伸强度和弯曲强度有所下降;PTW的加入对POM/TPU有较好的增强效果,当PTW含量为15%时,复合材料的拉伸强度、拉伸模量、断裂伸长率、弯曲强度、弯曲模量、缺口冲击强度分别为35.91 MPa、24.17%、144.94MPa、12.26GPa、112.1kJ/m2,拉伸模量、弯曲模量、缺口冲击强度与POM/TPU相比分别提高了14.7%、54.2%和9.2%,综合力学性能达到最佳。     

短玻纤增强聚丙烯复合材料性能研究

研究了玻璃纤维(GF)、自制马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)和螺杆转速对短玻纤增强聚丙烯(PP/SFT)复合材料力学性能和微观形貌的影响。结果表明:随着GF用量增加,复合材料的弯曲模量和缺口冲击强度增大,拉伸强度先增大后降低,PP/SFT复合材料断面呈现脆性断裂;随着增容剂PP-g-MAH用量增加,拉伸强度和缺口冲击强度先增加后降低,弯曲模量基本不变;当PP,GF和PPg-MAH的质量比为50∶50∶3时,其综合性能最优,拉伸强度为113.0 MPa,冲击强度为15.8kJ/m~2,复合材料断面呈现韧性断裂;螺杆转速和剪切增大会降低纤维平均长度和复合材料的力学性能。     

PP/TPE/表面改性CaCO3复合材料的制备及性能

采用硅烷偶联剂对纳米CaCO₃进行表面改性,将表面改性CaCO₃与热塑性弹性体(TPE)、聚丙烯(PP)熔融共混,制备了PP/TPE/表面改性CaCO₃复合材料,表征并研究了其结构与性能。结果表明:加入表面改性CaCO₃使复合材料的储能模量、损耗模量和复数黏度增加。表面改性CaCO₃含量为6%(w)时复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度均最大,分别为29.85 MPa,25.67 MPa,43.79 kJ/m²;与纯PP相比,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别提高了6.5%,11.5%,3.0%。表面改性CaCO₃含量为10%(w)时,终止分解温度从466.9℃增加到473.7℃,分解速率最快时的温度从455.9℃增加到460.5℃,对体系的热解稳定性有一定的改善。     

PP/POE/CaCO_3复合材料力学性能和形态的研究

采用熔融共混的方法制备了聚丙烯/聚烯烃弹性体(PP/POE)/CaCO3三相复合材料,研究了CaCO3的添加量对复合材料的力学性能、微观形态和流变性能的影响。结果表明,加入CaCO3可显著提高复合材料的弯曲模量和缺口冲击强度,当CaCO3添加质量分数达到40%时,复合材料的缺口冲击强度可以提高到66.7kJ/m2。扫描电镜观察表明当添加质量分数20%以上的CaCO3时,复合材料中存在POE包覆CaCO3的结构。流变测试结果表明复合材料中各组分的黏度越接近,分散相的分散效果越好。     

玻璃纤维增强生物基PA10T复合材料的制备及性能研究

由癸二胺和对苯二甲酸缩聚而成的新型生物基半芳香族聚酰胺材料——聚对苯二甲酰癸二胺(PA10T),其生物基质量分数为40%～60%,碳排放优势明显，可以满足可持续发展需要。以PA10T作为基体树脂，玻璃纤维(GF)作为增强材料，通过熔融挤出法制备了一系列GF增强PA10T复合材料，并对材料的力学性能进行了研究。结果表明：随着GF增强体含量的逐渐增加，所制备的GF增强PA10T复合材料的拉伸强度、弯曲模量和缺口冲击强度均逐渐增加。当GF增强体的添加质量分数为35%时，所制备的PA10T复合材料(PA10T-GF35)的拉伸强度为194.8 MPa,弯曲模量为10 246.8 MPa,缺口冲击强度为8.8 kJ/m²。此外，对PA10T-GF35复合材料的非等温结晶性能、耐冷冻液性能和加工性能进行了相关研究，结果表明：相较于聚酰胺66(PA66)和聚对苯二甲酰己二胺/聚酰胺66共聚物(PA6T/66),PA10T作为基体树脂所制备的PA10T-GF35复合材料展现出更好的耐冷冻液性能；同时，添加CYD-819可以明显改善PA10T复合材料的加工流动性能。     

玻璃纤维增强聚酰胺性能的研究

以通用聚酰胺为基体,利用短切玻璃纤维(事先用硅烷偶联剂进行表面处理)对其进行共混改性。研究了玻纤含量分布对复合材料力学性能的影响,扫描电镜分析了玻璃纤维增强聚酰胺复合材料的断面特征。当玻璃纤维用量约为30%时,材料的拉伸强度、拉伸模量和弯曲强度、弯曲模量最好,这时的拉伸强度、弹性模量、弯曲强度和弯曲模量分别增长了45.8%、100.1%5、7.1%和110.4%,冲击强度为5.3 kJ.cm-2。玻璃纤维改善复合材料的界面状况,有提高聚酰胺复合材料力学性能的作用,因为玻纤表面能够与聚酰胺之间形成紧密的结合。     

PC/改性ABS复合材料的制备与性能

在传统的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)乳液接枝聚合中加入甲基丙烯酸甲酯(MMA),制得了改性ABS,然后与聚碳酸酯(PC)共混挤出，制得了PC/改性ABS复合材料。研究了MMA用量对PC/改性ABS复合材料的熔体流动速率(MFR)、维卡软化温度、力学性能的影响。结果表明：随着MMA用量的增加，PC/改性ABS复合材料的MFR、拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度均先升高后降低。当MMA质量分数为20%时，PC/改性ABS复合材料的拉伸强度和弯曲强度均达到最大，分别为48.9 MPa和63.2 MPa;当MMA质量分数为30%时，PC/改性ABS复合材料的缺口冲击强度为41.0 kJ/m²;当MMA质量分数不高于30%时，与PC/ABS复合材料相比，PC/改性ABS复合材料的维卡软化温度更高。     

不同颜色体系下改性再生聚丙烯材料老化性能研究

通过熔融共混的方法制备了不同颜色体系的改性再生聚丙烯(PP)材料,并研究了颜色和含量对改性材料老化性能的影响。结果表明：对于不同颜色体系,随着再生PP含量增加,经100℃、1 000 h热氧老化后改性材料的力学性能,如拉伸强度、缺口冲击强度等降低,150℃下改性材料表面出现热氧老化失效所需时间明显减少,改性材料经1 240.8 kJ/m²紫外光辐照后色差明显。在相同再生PP含量下,不同颜色体系的改性材料经热氧老化后的力学性能保持率无明显差异,对光老化引起的色差变化不明显,但白色体系比黑色体系提前出现热氧老化失效现象。     

耐酸蚀PVC复合材料制备及性能研究

使用无水石膏代替碳酸钙作为填料，与聚氯乙烯(PVC)共混制备了耐酸蚀PVC复合材料。当无水石膏添加量为40份时，耐酸蚀PVC复合材料腐蚀度降低为1.63 g/m²，优于耐酸蚀PVC腐蚀度要求。该耐酸蚀材料较添加相同份数碳酸钙的PVC材料相比，热稳定性增加，开始分解温度提升4℃，800℃质量保留率为碳酸钙复合材料的1.3倍；拉伸强度为33.80 MPa，提高28.0%；弯曲模量为1 051 MPa，降低13.4%，冲击强度为8.86 kJ/m²，降低20.0%。