滑石粉粒径对聚乳酸的结晶行为和力学性能研究

本文研究了不同粒径的滑石粉对聚乳酸(PLA)结晶性能和力学性能的影响。通过差示扫描量热仪研究了不同比例的PLA/滑石粉体系的结晶熔融行为,并使用热台偏光显微镜对PLA/滑石粉体系的结晶形态进行了表征。通过实验分析得出,滑石粉添加量相同时,其粒径越小,PLA的结晶度越高,成核效果越好。且随结晶度增大,其拉伸强度提高,但是断裂伸长率有所下降;滑石粉粒径大小相同时,随滑石粉添加量的增加,PLA结晶度增加,拉伸强度提高。     

滑石粉粒径对PVC/滑石粉复合材料力学性能和热膨胀系数的影响

使用钛酸酯偶联剂对不同粒径的滑石粉改性,并通过熔融共混方法制备了PVC/滑石粉复合材料。通过力学性能测试、线性膨胀测试等方法研究了滑石粉粒径对复合物的形态结构、力学性能和线性膨胀系数的影响。实验结果表明,在实验范围内随着滑石粉含量的增加,400 mesh滑石粉会使复合体系拉伸强度降低较多,冲击强度基本不变;800 mesh及1250 mesh滑石粉则使复合体系拉伸强度降低明显减少,同时增加体系的冲击强度,1250 mesh滑石粉体系冲击强度在滑石粉含量为20份时有极大值。线性膨胀系数结果显示,滑石粉的引入能明显降低PVC体系的线性膨胀系数,滑石粉粒径尺寸为800 mesh和1250 mesh时降低幅度比400 mesh时明显。     

Talc/GF复合增强PA66材料的协同效应

采用滑石粉(Talc)/玻纤(GF)作为复合增强体系,通过双螺杆挤出机制备了一系列增强尼龙66(PA66)材料。研究了Talc与GF的配比对增强PA66复合材料力学性能的影响,并用扫描电镜(SEM)和差示扫描量热(DSC)方法对复合材料的微观结构、非等温结晶过程进行了研究。研究结果表明,当PA66/Talc/GF质量配比为70/5/25时Talc与GF复合增强PA66有明显的协同效应,复合材料的拉伸强度、弯曲强度以及缺口冲击强度都明显提高。Talc和GF对PA66具有有效的异相成核作用,其加入使得结晶度增大,结晶温度升高;Talc以及GF在PA66基体中分散均匀,GF沿Talc面取向明显,相互协同形成了特殊的三维网络结构。     

植物纤维增强PS木塑复合材料的性能研究

以木纤维、竹纤维和聚苯乙烯为主要原料,加入偶联剂、润滑剂、增塑剂等加工助剂,经挤出注塑制备聚苯乙烯/木纤维复合材料。研究了植物纤维种类和添加质量分数、偶联剂KH-550添加质量分数对PS木塑复合材料力学性能的影响。结果表明：木纤维和偶联剂的加入都使复合材料的力学性能呈先增大后减小的趋势。当木纤维添加质量分数为25%,偶联剂KH-550添加质量为木纤维添加质量的1.5%时,复合材料具有最大的拉伸强度、弯曲强度和断裂伸长率,分别为30.2MPa,86MPa和8.74%,缺口冲击强度随木纤维添加质量分数的增加而减小。木纤维和竹纤维填充的两种复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度相差不大。     

SEBS-g-MAH对PPO/HIPS/滑石粉复合体系形态及力学性能的影响

采用扫描电镜、力学和流变测试等手段研究了苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物接枝马来酸酐(SEBS-g-MAH)对聚苯醚(PPO)/高抗冲聚苯乙烯(HIPS)/滑石粉复合体系相容性和力学性能的影响。结果表明,滑石粉的加入使复合体系的拉伸强度略有降低,断裂伸长率和冲击性能降低较严重;SEBS-g-MAH能起到界面增容作用,有利于填料的分散和增强界面相互作用,提高了复合体系的韧性。文中进一步讨论了SEBS-g-MAH的加入对复合体系加工流变行为的影响,结果表明,SEBS-g-MAH的加入提高了复合体系在低剪切速率下的表观黏度,使材料剪切敏感性增加。     

淀粉/聚乳酸挤出片材的制备及性能

采用挤出工艺制备了淀粉/聚乳酸复合片材。通过拉伸强度、断裂伸长率并结合断面形貌研究了淀粉结构、淀粉用量、硅烷偶联剂(KH-550)及甘油增塑剂的用量对挤出淀粉/聚乳酸复合片材性能的影响。结果表明,采用接枝甲基丙烯酸甲酯的改性淀粉作为填充剂,并添加适量KH-550硅烷偶联剂和甘油增塑剂及采用造粒后共挤等工艺可有效改善淀粉/聚乳酸复合片材的兼容性,提高复合材料拉伸强度和断裂伸长率,当改性淀粉含量为20份时样品的拉伸强度和断裂伸长率最大,分别为35.3 MPa和37%。     

滑石粉/聚丙烯复合材料结晶度与相间形态对其力学性能的影响

用偶联剂改性的滑石粉（Talc）与聚丙烯（PP）共混制备Talc／PP复合材料,测试了复合材料的力学性能。用广角X射线衍射仪对聚丙烯的结晶状况进行了表征,计算了复合材料中聚丙烯的结晶度;用扫描电镜观察了样条的断口形貌,讨论了滑石粉填充量对材料结晶性能与相态结构的影响．以及PP相结晶度和体系的微相结构对复合材料的拉伸、弯曲及冲击性能的影响。实验结果表明,滑石粉的加入对复合材料的结晶行为、相态结构和力学性能有影响。在15％的滑石粉填充量时,聚丙烯相的结晶度达到最大值,材料的拉伸强度、弯曲强度也基本上达到最大值,而冲击强度却降到最低。扫描电镜照片显示,PP基体的结晶形态与复合材料的相态结构随滑石粉含量的改变而变化。     

磨碎玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的制备及力学性能研究

用硅烷偶联剂对磨碎玻璃纤维表面进行改性,并制备玻璃纤维/环氧树脂复合材料,采用超声分散对复合材料分散处理,探讨不同磨碎玻璃纤维粉质量比对环氧树脂基复合材料压缩、拉伸性能的影响。研究表明,添加磨碎玻璃纤维后,环氧树脂的强度和硬度显著增强。当磨碎玻璃纤维掺量在15%~25%之间时,复合材料的综合力学性能最好,其压缩强度、压缩模量、拉伸强度最高达到67.1 MPa、1.68 GPa、57.6 MPa,与纯环氧树脂相比提高了24%、35%、34%;断裂伸长率随着掺量的增加逐渐降低,当含量达到30%时比纯环氧树脂的降低了48%,表明添加玻璃纤维粉后环氧树脂脆性增强。目数小粒径较大的玻璃纤维粉对环氧树脂力学性能增强效果更优,但影响程度不如含量对复合材料力学性能的影响大。     

滑石粉-EPDM复合材料的力学性能研究

研究了滑石粉填充EPDM橡胶复合材料的力学性能,主要研究了滑石粉粒径、滑石粉含量、硫化温度以及硫化时间对EPDM橡胶复合材料力学性能的影响.结果表明,相比1250目滑石粉,2500目超细滑石粉对三元乙丙橡胶的补强效果显著.随滑石粉含量的增加,复合材料的断裂强度先增加后减小.超细滑石粉体系的断裂强度以及断裂伸长率随滑石粉含量的增加快速变大,当滑石粉含量为50份时出现拐点.对超细滑石粉-EPDM体系分别于145℃、150℃、155℃、160℃和170℃硫化30min,结果表明,150℃硫化时,复合材料的力学性能最好.依据160℃硫化特征时间T10、T30和T60进行硫化,结果显示硫化时间为T10时复合材料的力学性能最佳.     

微胶囊对微胶囊/环氧树脂复合材料增韧作用

使用脲醛(Urea-formaldehyde)树脂-环氧树脂微胶囊(E-51)和三聚氰胺-尿素-甲醛共缩聚树脂 (Melamine-urea-formaldehyde)-环氧树脂微胶囊(E-51)制备微胶囊/环氧树脂复合材料样品。对其力学性能进行了测试, 并对复合材料的断面形貌进行了观察, 研究了微胶囊对微胶囊/环氧树脂复合材料力学性能的影响。结果表明: 随着微胶囊用量的增加, 复合材料拉伸强度和弯曲强度有所降低; 微胶囊质量分数小于2%时, 复合材料断裂伸长率和断裂弯曲应变有所提高; 大于2%时复合材料断裂伸长率和断裂弯曲应变下降。微胶囊对环氧树脂有增韧效果, 微胶囊表面越粗糙, 粒径越小, 增韧效果越明显。在裂纹扩展区, 大部分微胶囊破裂, 裂纹终止区, 大部分微胶囊剥离。      

双组份硅橡胶/镍包石墨点胶研究

以双组份硅橡胶为基体,镍包石墨为导电粒子,制备了双组份硅橡胶/镍包石墨复合材料。研究了导电粒子填充量对复合体系触变性能及力学性能(拉伸强度、断裂伸长率)的影响,并在不同温度下的蠕变和应力松弛模式中考察了复合材料的力学性能和导电性能。结果表明:复合体系的触变指数随填充量的增加而增加,过量填充量会使体系的流动性变差;当填充量介于50%～54%之间时,复合材料显示最优的拉伸强度和断裂伸长率,复合材料在蠕变和应力松弛过程中的电阻均随时间而下降。温度越高,电阻下降越明显,表现出很明显的PTC效应。     

纳米改性氢氧化铝与包覆红磷协效阻燃PBT的研究

以纳米改性氢氧化铝(CG-ATH)与包覆红磷(RP)为无卤阻燃剂,研究其对聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的阻燃性能和力学性能的影响。首先探讨了包覆红磷的添加量对PBT阻燃性能和力学性能的影响,然后固定包覆红磷用量,考察纳米CG-ATH的添加量对PBT/RP复合体系的阻燃性能和力学性能的影响。实验结果表明,纳米CG-ATH和包覆红磷能协效阻燃PBT复合体系,在包覆红磷添加量为10phr,纳米CG-ATH为20 phr时,PBT复合材料的氧指数从21%提高到30%,达到V-0级;复合材料的拉伸强度为57.0 M Pa,冲击强度为3.03 kJ/m2,断裂伸长率为5.79%,表明该PBT复合体系具有优良的阻燃性能和力学性能。     

滑石粉/碳酸钙增强增韧高密度聚乙烯的研究

采用熔融共混法制备HDPE复合材料,研究了talc和(或)CaCO3的添加量对HDPE复合材料力学性能的影响。结果表明,将滑石粉和碳酸钙共复合时,可以同时发挥片状滑石粉的增强作用和近球状碳酸钙的增韧作用;当无机粉体的添加量为30%时,HDPE/talc/CaCO3共混复合体系的拉伸强度提高了29.9%,冲击强度提高了56.1%,弯曲强度提高了40%。     

二氧化硅对热塑性木薯淀粉力学性能及加工行为的影响

通过熔融密炼法制备热塑性木薯淀粉(TPS)/二氧化硅(SiO2)复合材料,研究SiO2用量、粒径、表面改性对TPS力学性能和加工行为的影响。研究结果表明,随着SiO2用量的增加,TPS拉伸强度和冲击强度先上升后下降,当SiO2用量为2phr时,拉伸强度和冲击强度最高,分别达到18.24 MPa,23.38kJ/m2。添加纳米SiO2的TPS比微米SiO2的TPS拉伸强度高。经过硅烷偶联剂KH550表面处理后SiO2能更有效提高TPS的拉伸强度和断裂强度,且改性后SiO2在TPS中分散均匀。随着SiO2用量的增加,TPS的塑化时间缩短,塑化峰和平衡转矩增大。TPS/纳米SiO2复合材料的塑化转矩和平衡转矩低于TPS/微米SiO2复合材料,经过表面处理的SiO2能缩短TPS塑化时间、降低塑化转矩。     

纳米硫酸钡/聚乙烯复合材料的制备及其加速老化性能

运用熔融共混方法制备了可X光显影的纳米硫酸钡(n-BaSO4)/聚乙烯(PE)复合材料。研究了铝酸酯偶联剂改性n-BaSO4(Al-n-BaSO4)在PE基体中的分散情况、复合材料的力学性能以及加速老化性能。运用XRD、FTIR、SEM及万能拉伸试验机等表征了产物的形貌、结构、力学性能及填料分布。结果表明:铝酸酯偶联剂与n-BaSO4表面基团发生了化学键合,在Al-n-BaSO4/PE体系中Al-n-BaSO4粒子的分散性较好,且平均粒径小于100nm。Al-n-BaSO4/PE复合材料的最大拉伸强度为11.87 MPa,弯曲强度为6.61 MPa,断裂伸长率为66.78%。Al-n-BaSO4/PE复合材料在模拟宫腔液中进行14周的加速老化实验后,复合材料的拉伸强度仅下降了5%~15%,预期Al-BaSO4/PE复合材料能在人体中使用10年以上。     

煤粉对PVC材料力学性能的影响

将煤粉与PVC塑料混炼制得煤粉/PVC复合材料,研究了煤粉含量和分布状态对PVC材料力学性能的影响。结果表明,煤粉(平均粒径34.5μm)能够均匀地分布于PVC塑料中;当煤粉含量达到7%时,所得复合材料的综合力学性能最佳,其中拉伸强度为66MPa,弯曲强度为68MPa,断裂伸长率为84%,冲击强度可达16.46kJ/m2,邵氏硬度为87.16。煤粉之所以能够增强PVC材料的力学性能,主要是由于均匀分布的煤粉承担了应力在复合材料中的传递。     

固相剪切碾磨制备聚丙烯/废旧橡胶/聚烯烃弹性体复合材料

利用固相剪切碾磨技术在常温下制备了聚丙烯(PP)/废旧轮胎橡胶(GTR)/聚烯烃弹性体(POE)复合材料。采用力学性能测试、差热分析(DSC)和扫描电镜(SEM)对固相剪切碾磨制备的GTR/POE复合粉体和相应PP/GTR/POE复合材料进行表征和分析,研究了碾磨次数和GTR/POE含量对PP/GTR/POE复合材料结构与性能的影响。结果表明,对固相剪切碾磨方法制备的PP/GTR/POE复合材料,GTR和POE被有效粉碎和均匀分散,其冲击强度和断裂伸长率比常规熔融共混方法制备的复合材料高;增加GTR/POE共碾磨复合粉体的含量或增加碾磨次数均可提高冲击强度和断裂伸长率。     

聚乙烯/石墨/碳纤维增强复合材料的制备及其性能研究

将改性石墨和表面含有羟基的碳纤维与氯化镁复合,然后负载四氯化钛催化组分,制得复合载体型齐格勒-纳塔催化剂,最后经过乙烯原位聚合,制得含有多维碳材料的聚乙烯(PE)/石墨/碳纤维的新型复合材料。结果表明:改性石墨、碳纤维、氯化镁复合作为催化剂的载体,能够制得高活性的乙烯聚合催化剂。石墨、碳纤维和氯化镁的复合载体型催化剂制得的PE/石墨/碳纤维的新型复合材料力学性能较好,拉伸强度达到38.5MPa,断裂伸长率达到560%,冲击强度达到107kJ/m~2,分别比纯PE提高45.28%、28.74%和16.30%。     

滑石粉/聚硅氧烷/聚丙烯的制备及耐刮擦性能研究

以聚丙烯(PP)为基材,滑石粉和聚硅氧烷为添加剂,通过熔融共混制备滑石粉/聚硅氧烷/PP,研究了滑石粉/聚硅氧烷和不同比例滑石粉对PP物理力学性能和耐刮擦性能的影响。结果表明:与纯PP相比,添加滑石粉的试样弯曲和冲击强度都得到提高,拉伸强度均有所下降。添加聚硅氧烷对PP的冲击强度和断裂伸长率有一定的改善,拉伸强度略下降。经滑石粉改性后PP的结晶形态和形貌均被破坏,而聚硅氧烷不影响PP的结晶;添加滑石粉和聚硅氧烷会改善PP的结晶性能,在其基体中仍存在完整的球晶结构,结晶峰面积也明显减小,有利于晶体形成。对于添加滑石粉/聚硅氧烷的PP,一方面滑石粉增加PP的硬度从而改善PP的耐刮擦性能,另一方面聚硅氧烷在PP中既充当相容剂使得PP与滑石粉相容性好,又包覆在滑石粉表面充当耐刮擦剂降低材料表面的摩擦系数,从而两者协同进一步提高了PP的耐刮擦性能。     

不同粒径氮化硼对聚丙烯复合材料性能的影响

以聚丙烯(PP)为基体、不同粒径氮化硼(BN)为填充物,采用熔融共混的方法制备聚丙烯/氮化硼(PP/BN)复合材料。通过耐冲击性能、弯曲性能、拉伸性能分析和热分析,研究BN粒径对PP/BN复合材料性能的影响。结果表明：不同粒径BN均可提高复合材料的冲击强度,试验所用填充PP的两种粒径BN,在填充量为5%时均能让复合材料的冲击强度达到约3.65 kJ/m²,比纯PP基体的冲击强度增加了38.8%;与20μm粒径的BN相比,填充5μm粒径的BN可显著提高复合材料的抗弯折能力;填充两种粒径的BN,均能降低复合材料的拉伸强度和断裂伸长率,且在所研究范围内,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率与BN粒径关系不大;复合材料的熔体流动速率随两种粒径BN填充量的增大而表现出先增大后逐渐减小的趋势;填充两种粒径BN,均能提高复合材料的结晶温度,降低复合材料的结晶度,但熔融温度变化不大。