硅烷接枝交联对MgO/高密度聚乙烯复合材料性能的影响

采用两步法反应挤出工艺制备硅烷接枝交联MgO/高密度聚乙烯(MgO/HDPE)导热复合材料,研究了硅烷接枝、交联对MgO/HDPE复合材料的结晶性能、力学性能、耐热性、导热性能的影响,并利用FTIR和DSC对其接枝交联、结晶情况进行表征。结果表明,交联MgO/HDPE复合材料的拉伸强度、缺口冲击强度、热变形温度(HDT)分别由未交联时的20.41 MPa、1.875kJ/m~2和74.6℃提升到27.24 MPa、7.875kJ/m~2和83.5℃,并且热导率保持基本不变0.447 W/(m·K)。     

滑石粉填充二醋酸纤维素复合材料的性能研究

采用熔融共混方法制备了二醋酸纤维素(CA)/三醋酸甘油酯(GT)/滑石粉(Talc)(CA/GT/Talc)复合材料。研究了滑石粉的粒径、表面处理工艺和添加量对复合材料力学性能、耐热性能、转矩流变性能及微观结构的影响。结果表明,滑石粉的加入有效改善了复合材料的力学性能。并且滑石粉的粒径越小越有利于复合体系的力学性能的提高。5000目滑石粉经过表面处理后对复合体系的力学性能效果更好。复合材料的拉伸强度、断裂伸长率及冲击强度随着滑石粉用量的增加呈先上升后下降的趋势,在5000目改性滑石粉用量为2%(wt,质量分数)条件下,制得的CA/GT/Talc复合材料与未添加滑石粉的CA/GT体系相比,拉伸强度从62.00MPa提高至81.63MPa,断裂伸长率从13.8%增加至52.0%,缺口冲击强度为17.05kJ/m~2,增加约4倍。     

先驱体浸渍-裂解SiC界面改性涂层对气相渗硅3D-C_f/SiC复合材料力学性能的影响

界面改性涂层对调节复合材料的力学性能起到重要作用。特别是在气相渗硅(GSI)制备C_f/SiC复合材料时,合适的界面改性涂层一方面保护C纤维不受Si反应侵蚀,另一方面调节C纤维和SiC基体的界面结合状况。通过在3D-C纤维预制件中制备先驱体浸渍-裂解(PIP)SiC涂层来进行界面改性,研究了PIP-SiC涂层对GSI C_f/SiC复合材料力学性能的影响。结果表明:无涂层改性的GSI C_f/SiC复合材料力学性能较差,呈现脆性断裂特征,其弯曲强度、弯曲模量和断裂韧性分别为87.6 MPa、56.9GPa和2.1 MPa·m~(1/2)。具有PIP-SiC界面改性涂层的C_f/SiC复合材料力学性能得到改善,PIP-SiC涂层改性后,GSI C_f/SiC复合材料的弯曲强度、弯曲模量和断裂韧性随着PIP-SiC周期数的增加而降低,PIP-SiC为1个周期制备的GSI C_f/SiC复合材料的力学性能最高,其弯曲强度、弯曲模量、断裂韧性分别为185.2 MPa、91.1GPa和5.5 MPa·m~(1/2)。PIP-SiC界面改性涂层的作用机制主要体现在载荷传递和"阻挡"Si的侵蚀2个方面。     

改性纳米SiO_2/环氧-丙烯酸酯复合材料的制备与性能研究

通过溶胶-凝胶法自制纳米二氧化硅(SiO_2),并采用油酸对其进行改性,改性纳米SiO_2与环氧树脂充分混合,加入丙烯酸单体,制得改性纳米SiO_2/环氧-丙烯酸酯复合材料。复合材料经透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)等表征和分析。实验结果表明,改性后的纳米SiO_2/环氧-丙烯酸酯复合材料的拉伸强度、冲击强度、拉伸模量等力学性能得以明显提高,当纳米SiO_2与环氧-丙烯酸酯复合材料的摩尔配比为3∶100时,改性纳米SiO_2/环氧-丙烯酸酯复合材料具有最佳的力学性能:冲击强度达到15.63kJ/m2,拉伸强度达到55.68MPa,拉伸模量达到3.67GPa;铅笔硬度达到2H、黏度明显提高达到125MPa·s;耐盐雾、耐水指标都有明显改善。     

增容剂对聚丙烯基木塑复合材料性能影响研究

利用熔融法、溶液法制备聚丙烯接枝丙烯酸(PP-g-AA)、乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)、聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)_3种大分子增容剂,用来改善木塑复合材料相容性问题。考察其对复合材料的力学性能、流变性能以及材料吸水性的影响。结果表明,添加PP-g-AA、POE-g-MAH和PP-g-MAH作为增容剂,木塑复合材料的性能都有所提高。其中,溶液法制得的增容剂,效果显著。当添加10%(wt,质量分数)溶液法制得的PP-g-MAH,木塑复合材料的拉伸强度为25.21MPa,冲击强度为4.014kJ/m~2,复合材料的扭矩达到5.8N·m,吸水率低至0.9%。     

扩链剂亚磷酸三苯酯对r-PETG结构与性能的影响

以亚磷酸三苯酯(TPPi)为扩链剂,通过反应加工技术对回收的聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯(rPETG)进行扩链改性。采用旋转流变仪、红外光谱仪和凝胶渗透色谱仪研究了TPPi添加量对r-PETG的结构与性能的影响。结果表明,当TTPi质量分数为2.0%时,r-PETG的数均相对分子量(Mn)由2.52×10~4提高到3.35×10~4;端羧基含量由100mol/kg降低到50mol/kg;零剪切黏度(η_0)由3435.8Pa·s增至27944.5Pa·s;特征松弛时间(τ0)由0.94s延长到30.91s;拉伸强度从41.2MPa增加到了62.3MPa,无缺口冲击强从38.4kJ/m~2大幅度提高至66.8kJ/m~2。改性后r-PETG分子链的结构类型没有变化,仍保持线型链结构。     

PP-g-MAH对PP/SiO2纳米复合材料力学性能的影响

为了进一步提高聚丙烯的力学性能,以马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)为聚丙烯/二氧化硅(PP/SiO2)纳米复合材料的界面相容剂,研究了PP-g-MAH添加量对PP/SiO2的力学性能、微观形态以及结晶行为的影响,并研究了其增容机理.研究表明:PP-g-MAH的加入使纳米PP/SiO2纳米复合材料的力学性能得以全面提高,使纳米二氧化硅与聚丙烯的界面粘结得到改善,并且,由于PP-g-MAH导致复合材料的界面强度提高和界面层厚度增加,使KH-570与PP-g-MAH并用的PP/PP-g-MAH/纳米SiO2复合材料比单用KH-570的PP/SiO2纳米复合材料的改性效果更加明显;PP-g-MAH对PP的结晶过程具有较明显的成核作用,使改性PP的结晶温度提高.     

亚临界流体挤出制备木粉/聚丙烯复合材料

提出了一种通过亚临界流体辅助反应挤出制备木粉/聚丙烯(PP)复合材料的新型制备方法,其关键是在挤出过程中引入流体(乙醇和正丙醇),并使流体处于亚临界状态。同时,对木粉/PP复合材料进行了力学性能测试、FTIR和SEM观察。结果表明:在亚临界流体辅助反应挤出中,木粉发生了溶胀、液化等,有利于马来酸酐接枝聚丙烯渗入到木粉内部,其中酸酐基团与木粉中含有的大量羟基发生酯化反应增强,从而提高了木粉/PP复合材料的界面结合。在亚临界乙醇(190℃,(2.4±0.1)MPa,120r/min)作用下制备的木粉/PP复合材料的力学性能(拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量和无缺口冲击强度)与无流体时制备的木粉/PP复合材料相比,其性能得到了一定的提高,它们分别达到了23.5 MPa、52.5 MPa、4.8GPa和5.9kJ·m~(-2)。     

二氧化钛对PP/SPTW复合材料性能的影响

目的研究不同质量分数的二氧化钛(TiO_2)对聚丙烯/六钛酸钾晶须复合材料力学性能的影响,并找出TiO_2的最佳质量分数。方法首先采用硅烷偶联剂KH550改性二氧化钛和六钛酸钾晶须(SPTW),然后将改性过的二氧化钛与改性过的六钛酸钾晶须、马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)、聚丙烯(PP)通过熔融共混法制得PP/PP-g-MAH/SPTW/TiO_2复合材料。结果比较了不同含量二氧化钛对聚丙烯/钛酸钾晶须复合材料性能的影响。研究表明,二氧化钛能够明显改善复合材料的力学性能,随着二氧化钛含量的递增,复合材料的力学性能总体呈先增加后降低的趋势。当二氧化钛质量分数为1%时,复合材料的弯曲强度、拉伸强度和冲击强度分别增大了35.2%,41.2%和33.7%。随着TiO_2质量分数的继续增加,复合材料的弯曲强度逐渐开始下降,拉伸强度和冲击强度在其质量分数超过2%时逐渐开始减小。结论当TiO_2质量分数约为2%时,复合材料的综合力学性能最佳。     

稻草碎料/聚丙烯复合材料制备及性能研究

以稻草碎料和聚丙烯为主要原料,采用热压成型制备了稻草碎料增强聚丙烯复合材料,研究了NaOH改性剂浓度、稻草碎料质量分数以及热压温度对复合材料力学性能的影响。研究表明,8%NaOH处理可以去除稻草碎料中部分半纤维素,使稻草碎料表面变得粗糙,有效改善了复合材料力学性能;稻草质量分数为40%时,聚丙烯可以有效包覆稻草碎料,复合材料拉伸强度和冲击强度的得到改善;热压温度为180℃时聚丙烯的流动性好,能改善稻草碎料在聚丙烯中分散的均匀性,且不会使聚丙烯热降解。此时,复合材料拉伸强度和冲击强度分别达到了最大值61.2 MPa和18.4kJ/m~2。