硫酸钙晶须增强低密度聚乙烯复合材料的制备及性能研究

制备了硫酸钙晶须(CSW)增强低密度聚乙烯(LDPE)(LDPE/CSW)复合材料,考察了CSW用量对复合体系的界面结构、抗拉性能、熔融和结晶特性以及热分解行为的影响规律。结果表明,CSW在LDPE基体中分散均匀且界面结合良好,提高了抗拉强度和弹性模量,但降低了断裂伸长率和拉伸韧度,在CSW用量为15%(wt,质量分数)制得的LDPE/CSW复合材料的抗拉强度为13.18MPa,弹性模量为158.98MPa,断裂伸长率为167.53%,拉伸韧度为20.02MJ/m~3;CSW的存在对LDPE相的熔融和结晶温度影响甚微,但使LDPE/CSW复合材料的结晶度降低和热稳定性得到提高。     

SMC晶须增强高密度聚乙烯复合材料的拉伸性能

采用一种新型SMC晶须纤维增强HDPE制备出SH复合材料,并运用扫描电镜(SEM)、动态机械力学分析(DMA)等方法对复合材料的拉伸性能进行了研究,并在此基础上进一步研究了材料在高温下的长期拉伸蠕变性能。结果表明:与纯HDPE相比,随着晶须含量的增加,SH复合材料的拉伸强度、模量有大幅的提高,这些改善归因于晶须纤维与基体材料之间良好的兼容性及两者之间的界面强度增强;晶须对HDPE增强的同时还提高了SH复合材料的长期耐蠕变性能,随着晶须含量的增加,复合材料表现出更多的线性力学性能。     

纳米MgO/高密度聚乙烯复合材料的性能

通过熔融共混法制备了纳米MgO/高密度聚乙烯(nano-MgO/HDPE)复合材料, 并对该复合材料的力学性能进行了测试, 用SEM对nano-MgO在nano-MgO/HDPE复合材料中的分散情况进行了观测, 通过紫外可见光谱研究了复合材料的紫外屏蔽性能, 通过TG研究了复合材料的热稳定性, 通过DSC研究了复合材料的结晶性能。结果表明:虽然nano-MgO的引入使HDPE的热分解温度有所降低, 但nano-MgO的引入提高了HDPE的冲击强度、弯曲强度及紫外屏蔽性能。当nano-MgO含量为2wt%时, nano-MgO/HDPE复合材料的冲击强度比纯HDPE高14%。当nano-MgO含量为4wt%时, nano-MgO/HDPE复合材料的弯曲强度比纯HDPE高18%。nano-MgO在nano-MgO/HDPE复合材料中的分散均匀, 且nano-MgO的引入可以促进HDPE的结晶。      

双马来酰亚胺树脂及硫酸钙晶须改性复合材料的摩擦学性能

对双马来酰亚胺树脂及硫酸钙晶须改性体系的摩擦学性能进行了表征,应用硅烷对硫酸钙晶须进行表面改性,考察了不同偶联剂及不同的晶须添加量对硫酸钙晶须改性双马来酰亚胺树脂的摩擦磨损性能的影响,并利用SEM对材料的磨损机理进行了分析.研究发现,硅烷KH-550对硫酸钙晶须的表面处理效果良好,应用KH-550处理的硫酸钙晶须对双马来酰亚胺树脂的耐磨性能具有明显的改善作用.     

高密度聚乙烯/木粉复合材料的热氧老化(Ⅱ)——热氧老化对木塑复合材料力学性能的影响

以高密度聚乙烯和木粉为原料、马来酸酐接枝聚乙烯为界面增溶剂,采用热压成型的方法制备了木塑复合材料.通过添加不同抗氧刺及调节抗氧剂比例来对比分析各种抗氧剂对木塑复合材料耐老化性能的效果.结果表明,使用抗氧剂可有效改善木塑复合材料的热氧老化性能,其中使用1.5%～2.0%(质量分数)β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(1076)的效果最好.     

聚丙烯/硫酸钙晶须复合材料非等温结晶动力学及熔融行为

采用差示扫描量热仪研究了增容剂和稀土β成核剂对聚丙烯/硫酸钙晶须复合材料非等温结晶动力学及熔融行为的影响。动力学分析表明,莫志深方法能很好地描述聚丙烯非等温结晶动力学,达到相同的结晶度,复合材料所需要的冷却速率要小于纯基体。结晶形态和熔融行为均依赖于复合材料的组成和降温冷却速率。硫酸钙晶须具有一定的β成核作用,聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)的加入不利于β晶型的生成。     

结晶度对高密度聚乙烯热氧老化特性的影响

研究了结晶度对高密度聚乙烯(HDPE)在110℃人工热氧老化条件下老化特性的影响,分别采用力学实验、衰减全反射红外光谱技术、凝胶渗透色谱、扫描电子显微镜和X射线衍射技术比较了不同结晶度HDPE的热氧老化特性,研究了结晶度对聚乙烯力学性能、化学结构、相对分子质量、表面微观结构和晶体结构的影响规律。结果表明,结晶度越高,HDPE拉伸强度、拉伸模量和弯曲模量下降越快,抗冲击性能提高;不饱和度增长越剧烈,支化作用和断链作用更明显,羟基指数增长更快,且区别主要集中于老化后期;相对分子质量分布下降越快;表面微观形貌老化程度越严重;主要晶面衍射角和晶胞参数变化越显著。结晶度越高,HDPE缺陷也就越多,在热氧环境中越容易发生氧化,老化现象更严重。     

稻壳/高密度聚乙烯复合材料与稻壳炭/高密度聚乙烯复合材料性能对比

采用挤出法制备稻壳/高密度聚乙烯（HDPE）和稻壳炭/HDPE复合材料。利用SEM、XRD对稻壳/HDPE和稻壳炭/HDPE复合材料进行表征,并对其力学性能和抗蠕变性能进行测试对比。结果表明,稻壳和HDPE之间的结合方式与稻壳炭和HDPE之间的结合方式存在根本性的差异,稻壳/HDPE复合材料表现为稻壳被HDPE所包裹,稻壳炭/HDPE复合材料表现为HDPE嵌入稻壳炭的孔隙中;稻壳和稻壳炭的加入都会影响HDPE基复合材料的结晶峰强度,但不会对其微晶结构产生影响;无论是抗弯强度、拉伸强度还是抗蠕变强度,稻壳炭/HDPE复合材料都远远强于稻壳/HDPE复合材料。     

造纸污泥/高密度聚乙烯复合材料的制备及性能

采用造纸污泥（PIW）填充高密度聚乙烯（HDPE）制备PIW/HDPE复合材料,并利用水浴箱、热变形维卡温度测定仪、氧指数仪、电子万能试验机、动态热机械分析仪对PIW/HDPE复合材料的吸水性能、热性能、阻燃性能、拉伸性能及动态力学性能进行分析测试。结果表明,PIW/HDPE复合材料具有良好的结合界面和拉伸性能,其最佳拉伸强度为23.18 MPa;PIW质量分数的增加会对PIW/HDPE复合材料的吸水性能、韧性产生不利的影响;但PIW质量分数的增加有利于提高PIW/HDPE复合材料的热性能、阻燃性能（其最高氧指数为29.98%）和刚性。本研究可为造纸污泥的资源化利用提供研究基础。      

硫酸钙晶须制备机理及技术研究进展

硫酸钙晶须作为一种新型无机材料在建材、医药、塑料、橡胶等行业都具有广阔的应用前景。结合本课题组在硫酸钙晶须材料研究领域的工作,总结了近年来硫酸钙晶须材料的研究进展,主要介绍了硫酸钙晶体的几种形态以及水分子在硫酸钙晶体中的存在形态;探讨了硫酸钙晶须的制备机理;分析了硫酸钙晶须的制备技术及其结晶过程中的各种影响因素,最后总结分析了该领域的发展趋势和急需解决的问题。     

硫酸钙晶须改性聚氨酯环氧树脂的粘接性能

使用硫酸钙晶须对聚氨酯环氧树脂进行改性,研究改性前后、改性条件、晶须长度及晶须加入量对聚氨酯环氧树脂粘接性能的影响,并分析了晶须对聚氨酯环氧树脂的改性机制。实验结果表明,晶须对聚氨酯环氧树脂的改性机制为裂纹在晶须/基体界面处发生偏转,从而阻碍了裂纹的扩展。当使用长度较短、经有机化处理后的晶须对聚氨酯环氧树脂进行改性时,可使改性后的聚氨酯环氧树脂对LY12铝合金的粘结强度得到较大提高,其室温剥离强度提高27%,100℃及-70℃剪切强度分别提高了39%和10%,晶须对聚氨酯环氧树脂高温性能的改善尤为明显。      

硫酸钙晶须改性氟橡胶复合材料的热稳定性

采用热分析技术研究了在氮气气氛中硫酸钙晶须(CSW)/氟橡胶(FPM)复合材料的非等温热分解行为及其动力学, 并与无水硫酸钙(ACS)/氟橡胶(FPM)复合材料进行了对比。通过Kissinger法和Ozawa法分别计算出其热分解活化能, 且结果相近。结果表明: Kissinger法计算的CSW/FPM复合材料的热分解活化能为203.33 kJ·mol-1, 高于ACS/FPM复合材料的热分解活化能(174.74 kJ·mol-1), 具有较高的热稳定性; 热分解反应级数约为1级。随着失重率的增大, 热分解活化能增大。      

超声场对高密聚乙烯/硫酸钙复合材料混炼过程和性能的影响

首次在双转子连续混炼过程中引入超声场作用,利用自行设计的超声混炼加工一体化设备制备了高密度聚乙烯/硫酸钙(HDPE/CaSO4)复合材料。通过差示扫描量热(DSC)分析、旋转流变仪、扫描电子显微镜(SEM)、万能拉伸试验仪,研究了超声功率对于复合材料晶体结构、流变性能、分散相的分散程度以及力学性能的影响。研究发现,在超声功率为0W~180W的范围内,结晶度随超声功率的增加而增大,当超声功率为270W时,结晶度有降低;超声作用有效地改善了CaSO4颗粒的团聚现象,使其在HDPE基体中分布更加均匀,提高了HDPE/CaSO4复合材料的力学性能,当超声功率为180W时,其综合力学性能最优,拉伸强度、断裂强度及断裂伸长率分别提高了10.5%、21.7%、8.4%;超声作用有效地降低了HDPE/CaSO4复合材料的黏度,当超声功率为90W时,其黏度下降程度最大,超声场有效的改善了其加工性能。     

硫酸钙晶须的研究现状及进展

根据制备原料的不同,对目前硫酸钙晶须的制备方法进行阐述,并介绍了硫酸钙晶须在复合材料、水处理等领域的应用,从而提出了硫酸钙晶须在制备、应用等方面的未来发展方向。     

无机填料对木粉/高密度聚乙烯复合材料性能的影响

目的考察无机填料的种类、粒径以及添加量对PF/HDPE复合材料力学性能和热稳定性的影响。方法以杨木纤维(PF)、高密度聚乙烯(HDPE)、BaSO4、CaCO3、云母粉为原料,采用熔融共混和注塑成型的方法制备PF/HDPE复合材料,进行力学、热重、扫描电镜测试分析。结果3种无机填料均改善了PF/HDPE复合材料力学及热稳定性能,填充CaCO3获得的复合材料性能优于填充BaSO4、云母粉获得的复合材料,并且随着填料颗粒粒径的减少,改善效果增强。填料的添加量需要保持在一定范围内,添加量过低或过高均会造成性能下降。结论添加CaCO3(质量分数为9%,3000目)制备的PF/HDPE复合材料具有最佳的力学及热稳定性。     

改性石墨烯/高密度聚乙烯复合材料PTC性能研究

以高密度聚乙烯(HDPE)为基体,改性的石墨烯为导电填料,采用熔融法制备正温度系数(PTC)的改性石墨烯/高密度聚乙烯复合材料。通过扫描电子显微镜、热重测试仪以及拉伸测试仪等,观察改性石墨烯/高密度聚乙烯复合材的微观形貌,研究改性石墨烯含量对复合材料热稳定性的影响以及拉伸性能的影响。结果表明:石墨烯在HDPE基体中分散性较好,在室温电阻率同为18.5Ω·㎝条件下,改性前复合材料耐电压冲击为250V,改性后复合材料耐电压冲击为400V,改性后的石墨烯加入HDPE,能够明显地提高复合材料增强耐电压性能,在石墨烯用量同为8.0%(体积百分数)条件下,改性前石墨烯的复合材料拉伸强度为25.6MPa,改性后石墨烯的复合材料拉伸强度为27.7MPa,改性后的石墨烯加入HDPE,能够明显提高复合材料的拉伸强度。     

增容剂和稀土β成核剂对聚丙烯/硫酸钙晶须复合材料的影响

研究了增容剂聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)和稀土β成核剂对聚丙烯/硫酸钙晶须复合材料的结晶行为、熔融行为和力学性能的影响。实验结果表明,硫酸钙晶须具有一定的诱导β-晶型的异相成核作用,使聚丙烯结晶温度提高和结晶速率增加。PP-g-MAH提高了结晶温度和晶须的成核能力,降低了β-晶型的含量,不利于β-晶型的生成,并改善了树脂与晶须的界面性能,提高了拉伸强度和冲击性能。稀土β成核剂具有很强的诱导形成β-晶型的异相成核效应,有效地提高了复合材料的冲击性能。     

聚乙烯/碱式硫酸镁晶须复合材料的研究

系统研究了碱式硫酸镁晶须(MHSH)对低密度聚乙烯(LDPE)性能的影响.实验结果表明,复合材料的拉伸强度、热氧化稳定性、阻燃性能和热变形温度随着MHSH含量的增加而显著提高.作为增强阻燃无机纤维,MHSH具有广阔的应用前景.