Kevlar纤维表面改性对PA6/Kevlar纤维复合材料等温结晶行为的影响

用差示扫描量热仪(DSC)研究了KF表面阴离子接枝尼龙6对PA 6/KF复合材料等温结晶行为的影响。结果表明,PA 6的等温结晶过程主要为成核作用控制;未接枝的KF对PA 6结晶起异相成核作用,提高了PA 6的结晶速率;表面阴离子接枝尼龙6的KF对PA 6结晶仍起异相成核作用,但由于复合材料的界面相互作用提高,同时又会阻碍PA 6分子链的迁移运动,导致表面阴离子接枝PA 6的PA 6/KF复合材料中PA 6组分的结晶速率虽比纯PA 6大,但比未接枝PA 6的PA 6/KF复合材料小,且结晶度也有所下降。     

炭纤维表面官能团异氰酸酯化及阴离子接枝尼龙6研究--(Ⅳ)接枝对CF/PA6复合材料界面形态的影响

利用偏光显微镜(PLM)研究了炭纤维(CF)表面异氰酸酯化及其阴离子接技尼龙6(PA6)对CF／PA6复合材料界面形态的影响，考察了纤维表面化学性质、结晶温度对CF／PA6复合材料界面形成横晶的影响。结果表明．在低于初始结晶温度至接近熔点范围内，PA6在未接枝与接枝CF表面均可以形成横晶，结晶温度低形成的横晶不致密、不完整，纤维诱发横晶的能力小．结晶温度高形成的横晶完整而致密，纤维诱发横晶的能力大。在相对较低的结晶温度下，接枝CF比未接枝CF具有较高的诱发横晶能力，同时诱发的横晶致密度高且完整性好。     

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。     

聚丙烯／玻璃纤维复合材料界面区的结晶行为

通过对聚丙烯／玻璃纤维复合材料体系等温结晶情况的研究。分析了ＰＰ／ＧＦ复合材料界面附近的结晶行为。结果表明ＧＦ对ＰＰ没有明显的异相成核作用,对ＰＰ基体内的成核杂质也无明显的吸附作用。由于ＰＰ快速冷却结晶生成斯迈其卡结构和缓慢冷却过程中ＰＰ分子的松弛作用,导致在等温结晶,淬冷和缓冷条件下制备的ＰＰ／ＧＦ试样界面处均未能生成明显的横晶结构。     

酸刻蚀玻璃纤维增强等规聚丙烯(iPP) 复合材料的界面结晶形态

将在稀酸溶液中刻蚀不同时间的玻璃纤维(GF)添加到等规聚丙烯(iPP)基体中制得GF/iPP复合材料。通过偏光显微镜研究了刻蚀不同时间的GF对界面结晶形态的影响。结果表明, 在刻蚀4 h的GF增强iPP复合材料中, GF表面在结晶初期诱导iPP基体生成独特的环带状晶核, 并在此晶核上可以进一步诱导生成β横晶。此外, 该复合材料在142 ℃等温结晶的结果进一步说明了刻蚀4 h的GF对基体的异相成核作用具有二元性, 即同时具有β成核和α成核的能力。      

炭纤维表面官能团异氰酸酯化及阴离子接枝尼龙6研究--(Ⅱ)接枝对CF/PA6复合材料中尼龙6等温结晶动力学的影响

利用差示扫描量热仪(DSC)研究了炭纤维(CF)表面官能团异氰酸酯化及其阴离子接枝尼龙6(PA6)对CF／PA6复合材料中PA6的等温结晶动力学的影响。结果表明,PA6的等温结晶过程主要为成核作用控制;未接枝的CF对PA6结晶起异相成核作用,提高了PA6的结晶速率;表面阴离子接枝PA6的CF对PA6结晶仍起异相成核作用。但由于增加了复合材料的界面粘结作用,同时又会阻碍PA6分子链的迁移运动,导致表面阴离子接枝PA6的CF／PA6复合材料中PA6组分的结晶速率虽比纯PA6大,但比未接枝PA6的CF／PA6复合材料小,且结晶度也有所下降。     

剪切诱导聚己二酸丁二醇酯的结晶行为

使用偏光显微镜、广角X射线衍射仪和扫描电子显微镜等测试手段,分别研究了纤维诱导和剪切作用下聚己二酸丁二醇酯(PBA)结晶的晶型结构和结晶形貌。结果表明,不同纤维置入过冷态PBA熔体时产生的剪切作用诱导PBA在纤维表面形成横晶结构。在剪切应力的作用下,PBA形成不同于球晶的高成核密度、高取向度的横晶。过冷度决定横晶的晶型结构,高温时形成热力学性能更为优异的α型横晶,而较低的结晶温度则有利于生成β型横晶。     

Kevlar纤维增强尼龙6复合材料的界面结晶效应

采用阴离子接枝法对Kevlar纤维（KF）进行改性.利用偏光显微镜研究了未改性Kevlar纤维（KF0）和改性Kevlar纤维（KF1）增强尼龙6复合材料的结晶情况,界面横晶的形成机理及影响因素.结果表明,在尼龙6/ KF复合体系中,KF0和KF1的加入都能诱发其表面的基体PA6形成横晶,在低温下纤维的诱发横晶能力小,形成的横晶不致密、不完整;在高结晶温度Tc下形成的横晶完整而致密,纤维的诱发横晶能力大;KF1与基体有较强的结合力,故其诱发横晶能力较KF0强。     

大分子相容剂改性纳米CaCO3 / PP复合材料的非等温结晶行为

熔融混炼制备了4 种大分子相容剂改性的纳米CaCO₃ / PP 复合材料, 用DSC 和WXRD 研究了复合材料中PP 的结晶与熔融行为。结果表明, 纳米CaCO₃对PP 结晶存在异相成核作用, 并诱导PP 形成β晶。相容剂丙烯酸接枝聚丙烯( PP-g-AA) 和马来酸酐接枝聚丙烯( PP-g-MA) 也存在异相成核作用, 提高PP 结晶温度。PP-g-AA、PP-g-MA 和马来酸酐接枝乙烯2辛烯共聚物(POE-g-MA) 与纳米CaCO₃存在异相成核协同作用, 进一步提高PP 的结晶和熔融温度, PP-g-MA 和POE-g-MA 还促使纳米CaCO₃诱导PP 生成β晶。但马来酸酐接枝乙烯2醋酸乙烯酯共聚物( EVA-g-MA) 则阻碍纳米CaCO₃对PP 的异相成核作用。实验结果表明纳米CaCO₃ / PP 复合材料中PP 结晶的异相成核作用与纳米CaCO₃ / PP 界面的相互作用有关, 而纳米CaCO₃ / PP 界面的相互作用与相容剂的结构有关。      

尼龙1010盐与碳纤维复合-固态缩聚的研究

本文采用尼龙1010盐专碳纤维预先复合、然后进行原位固态编聚的新方法,比较系流地研究了其反应历程和碳纤维对结晶尼龙1010基体的界面物理效应和化学效应.实验给果表明:尼龙1010盐-碳纤维复合物的固态缩聚转化率和粘度与反应温度和时间及氮气流速有密切关系.碳纤维对尼龙1010盐的原位编聚起着界面结晶成核和加速单位转化的催化作用.碳纤维表面固有的特性使尼龙1010盐固态缩聚有外延结晶的特征.在界面区域纤维表面可诱发尼龙1010形成横晶.在碳纤维表面还可以形成大量接柱的尼龙1010大分子,从而强化碳纤维-树脂的界面粘结.     

玻璃纤维增强聚丙烯材料结晶行为研究

研究了玻璃纤维增强聚丙烯复合材料结晶情况，界面横晶的产生，横晶对材料力学性能的影响及控制方法，另外，对于玻璃纤维在该体系中对基体的结晶成核作用通过观察结晶过程，分析结晶热行为进行了研究。     

PET-PEE/ATO纳米复合材料的非等温结晶动力学

采用无机纳米锑掺杂二氧化锡(ATO)和有机聚醚酯(PEE)协同提高聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的抗静电性能,合成了聚对苯二甲酸乙二酯-聚醚酯/锑掺杂二氧化锡纳米复合材料(PET-PEE/ATO)。使用Ozawa方程和Liu-Mo方程研究了PET-PEE/ATO纳米复合材料的非等温结晶过程。Ozawa方程研究发现,在非等温结晶过程中,PET、PET-PEE、PET/ATO、PET-PEE/ATO的成核性能依次提高。Liu-Mo方程发现,ATO和PEE的加入分别促进了异相成核作用和加快了结晶生长,PET-PEE/ATO结晶成核性能最好,结晶速率最快。     

横晶层对天然纤维增强聚合物复合材料力学性能影响的研究进展

天然纤维增强聚合物复合材料被认为是21世纪最有发展前景的材料之一,其中天然纤维作为一种异相成核剂改变了聚合物基质的结晶方式,从而在界面形成横晶层(Transcrystallinity,TC)结构.晶体结构的改变会直接影响复合材料的界面性能及宏观力学性能.许多研究者对TC的生长机制以及TC对复合材料的性能影响进行了深入研究,力求通过结构分析和机理探究对提高天然纤维/热塑性高分子复合材料(Natural fi-ber/thermoplastic polymer composites,NFTPC)的力学性能提出建设性方案.但由于该结构较为特殊,作用机制较为复杂,目前研究者们对TC的形成机制以及对NFTPC力学性能影响的机理还存在许多分歧.因此,本文重点针对TC对NFTPC力学性能影响的研究进展进行归纳综述和简要分析,对该研究的前景提出展望.     

界面粘结对PET／尼龙66共混物结晶行为和力学性能的影响

利用ＳＥＭ、ＤＳＣ等方法，比较了尼龙６和尼龙６６对ＰＥＴ结晶的异相成核作用，研究了界面粘结状况对ＰＥＴ／尼龙６６共混物结晶行为及力学性能的影响。结果表明，尼龙６６对ＰＥＴ结晶的成核能力优于尼龙６。虽然界面粘结听改善不利于ＰＥＴ／尼龙６６共混物的结晶，但是经明显提高了共混物的力学性能。     

聚丙烯/镁盐晶须复合材料的形态结构与性能研究

采用哈克单螺杆挤出机制备了聚丙烯/镁盐晶须复合材料,着重研究了增容剂聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)对复合材料的晶体结构与球晶形态、结晶和熔融行为、热稳定性以及力学性能的影响。研究表明镁盐晶须具有明显的诱导β-晶型的异相成核作用,使聚丙烯结晶温度大幅度提高,球晶尺寸细化。增容剂的加入改善了树脂与晶须的界面性能,界面粘结作用明显增强,提高了拉伸强度和冲击性能,并进一步提高了结晶温度和晶须的成核能力,但降低了β-晶型的含量,不利于β-晶型的生成。     

尼龙6/粘土聚合物纳米复合材料的性能表征--(Ⅱ)结晶行为研究

使用Haake-90型双螺杆挤出机制备一系列粘土含量不同的尼龙6/粘土纳米聚合物复合材料,通过X射线衍射和差示扫描量热仪(DSC)研究其结晶行为.X射线衍射结果表明纳米粘土的加入改变了尼龙6的晶型.用修正Avnmi方程的Jeziorny法研究材料的非等温结晶动力学,发现纳米复合材料的半结晶时间t1/2缩短,纳米粘土对尼龙6有明显的异相成核作用.     

聚丙烯接枝马来酸酐改性纳米ZnO/聚丙烯复合材料的成核结晶行为及力学性能

采用熔融共混法制备了nano-ZnO/聚丙烯(PP)复合材料,研究了相容剂聚丙烯接枝马来酸酐(PP-gMAH)的加入对nano-ZnO/PP复合材料的成核结晶行为、晶体结构、结晶形态以及力学性能的影响。结果表明,低添加量(质量分数小于5%)的nano-ZnO对PP有较好的β晶成核效应,而当其质量分数大于5%时,nano-ZnO对PP结晶有明显的异相成核作用,使PP结晶温度大幅度提高,PP结晶在(040)晶面呈现生长择优性;PP-gMAH的加入增强了nano-ZnO粒子与PP基体之间的界面相互作用,改善了纳米粒子的分散性,促进了PP基体的异相成核,提高了nano-ZnO/PP复合材料的拉伸强度和冲击强度,但却抑制了nano-ZnO诱导PP生成β晶。nano-ZnO/PP复合材料体系中因界面相互作用改善所致的韧性提高明显强于nano-ZnO诱导PP形成β晶的增韧效应。     

紫外老化对长玻纤增强聚丙烯复合材料流变性能和非等温结晶动力学的影响

通过熔融共混法制备长纤维增强聚丙烯复合材料,采用流变测试和差示扫描量热分析研究了不同紫外老化时间下复合材料的流变性能、结晶行为以及非等温结晶动力学。结果表明:紫外老化过程中PP树脂发生氧化降解,纤维与基体的界面过渡层被强化,界面性能恶化,最终导致复合材料的储能模量、损耗模量以及复数黏度降低,损耗因子上升;随老化时间的延长复合材料的起始结晶温度(T_o)和结晶温度(T_c)呈上升趋势,老化400 h时,复合材料的结晶度(X_c)达到最大值(38.2%);老化产生的降解小分子能够起到成核剂作用加速PP的结晶,半结晶时间t_(1/2)缩短,同时老化过后Avrami指数n降低明显,晶体生长方式以三维球晶为主,并趋向于异相成核。     

阴离子原位聚合碳纤维增强尼龙6界面的研究

碳纤维表面可接枝上高聚物活性官能团,以调节复合材料中纤维与树脂之间的界面效应,从而改善复合材料的性能,通过控制接枝高聚物的结构可以很好的设计具有预定性能的界面层。热处理对纤维的强度不会造成影响,其表面官能团含量在1h附近达到最大值。未经异氰酸酯接枝处理的碳纤维表面没有聚合接枝尼龙大分子,热处理后再经过异氰酸酯处理,能明显看到尼龙分子接枝到纤维表面。当聚合单体中不添加活化剂,纤维表面的树脂接枝率可达到18.8%;单体中添加0.003的活化剂(占单体摩尔比),碳纤维表面的尼龙6接枝率只有7.65%,这是单体基体与纤维界面反应竞争的结果。碳纤维表面对原位聚合生成的尼龙以及改性尼龙结晶有很大影响,碳纤维未接枝处理时表面形成的横晶比较少;碳纤维接枝处理后可以看见纤维附近存在大量晶体结构,结晶体密度高,有利于材料性能改良。     

交替层状受限空间下聚偏氟乙烯横晶的调控与结晶动力学

采用模压成型技术构筑了8层交替层状结构,其中一层为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)与聚偏氟乙烯(PVDF)的共混物,一层为PVDF与自组装成核剂(TMB-5)的共混物。采用差示扫描量热法表征了层状共混物的结晶行为。实验结果表明,加入1%的TMB-5能使PVDF的结晶温度(T_c)提高5℃左右,PMMA的加入能有效抑制聚偏氟乙烯的结晶。探究多层样的结晶动力学表明,在等温与非等温结晶条件下,多层样结晶方式介于球晶与横晶生长。通过偏光显微镜观察发现在层状受限下,PVDF在层界面诱导形成了大量的PVDF横晶。