PP/PP-g-MAH/MMT纳米复合材料微孔发泡的研究

通过熔融共混法制备聚丙烯/马来酸酐接枝聚丙烯/蒙脱土(PP/PP-g-MAH/MMT)纳米复合材料母粒。利用"二次开模"法注塑成型制得PP/PP-g-MAH/MMT纳米复合微孔发泡材料。研究了MMT和PP-g-MAH的用量对纳米复合微孔发泡材料发泡质量的影响。结果表明:5%的MMT和6%的PP-g-MAH有较好的协同效应,微孔发泡材料发泡倍率最大,泡孔平均直径最小,泡孔密度较大,泡孔尺寸分布范围较窄。     

橡胶粒子对微发泡聚丙烯复合材料发泡行为与力学性能的影响

利用型腔体积可控注塑发泡装置制备微发泡聚丙烯(PP)/粉末橡胶复合材料,通过橡胶粒子的分散性以及复合材料的结晶行为,研究不同橡胶粒子对聚丙烯复合材料发泡行为和力学性能的影响。结果表明:橡胶粒子的加入使微发泡聚丙烯材料的泡孔分布细密而均匀,微发泡聚丙烯/马来酸酐接枝聚丙烯/粉末丁腈胶(PP/PP-MAH/NBR)复合材料的发泡质量较理想,其泡孔密度和尺寸分别为7.64×106个/cm3,29.78μm;综合泡孔结构和力学性能,微发泡聚丙烯/聚丙烯接枝马来酸酐/粉末羧端基丁腈胶(PP/PP-MAH/CNBR)复合材料的力学性能最优,与纯PP比较其冲击强度提升了2.2倍,拉伸强度仅仅降低了26%,是理想的微发泡复合材料。     

化学发泡剂含量对秸秆纤维/聚丙烯复合材料性能的影响机理

目的 揭示发泡剂含量对微发泡注塑成型秸秆纤维/聚丙烯复合材料(SF/PP)密度及力学性能的影响规律,提供制备低密度高性能SF/PP材料的发泡剂用量工艺参考。方法 以偶氮二甲酰胺(AC)为化学发泡剂,制备了注塑发泡SF/PP,利用扫描电子显微镜、电子万能实验机和红外光谱测试等手段,分析了不同发泡剂含量下SF/PP的拉伸、弯曲、冲击性能、泡孔微观形貌和分布以及复合材料红外光谱图,通过实验对比分析了不同发泡剂含量下材料性能的变化规律。结果 当AC含量增加时,微发泡SF/PP的密度先降低后升高,冲击强度则先升高后降低,拉伸和弯曲强度为逐渐降低。当AC的质量分数为4%时,微发泡SF/PP的综合性能最佳,泡孔结构最好;微发泡(SF/PP)红外光谱图结果显示,在3420cm^-1处的—OH伸缩振动峰强度高于未发泡复合材料的,这表明秸秆纤维表面极性增大,秸秆纤维与树脂之间的结合性变差,导致微发泡SF/PP的拉伸强度低于未发泡材料的。结论 适当增加AC含量可使复合材料获得微小、致密的泡孔微观结构,降低材料密度,提升产品的力学性能;但当AC含量过多时,泡孔坍塌会使泡孔直径增大、泡孔结构...     

聚丙烯/β-环糊精复合材料发泡性能及力学性能的研究

以β-环糊精(BC)为成核剂,通过微孔注塑发泡工艺制备了发泡聚丙烯(PP)复合材料。采用差示扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)等技术,研究了不同含量BC (0.25%～7%,质量分数,下同)对发泡聚丙烯复合材料发泡性能及力学性能的影响。结果表明:随着BC的加入,PP的发泡性能得到明显改善。添加7%的BC可以得到理想的泡孔形貌,泡孔直径为27.17μm,密度达1.23×10~7cell/cm~3。BC的加入使PP的结晶温度、结晶速率、粘度均有明显改善,有利于PP在更高温度下结晶并防止泡孔坍塌和并泡。与发泡聚丙烯材料相比,发泡PP/BC复合材料的拉伸、弯曲、冲击强度分别提高了21.2%、7%、12%。     

硫化体系对发泡制品的质量及力学性能的影响

采取模压成型制备发泡天然橡胶复合材料,通过复合材料硫化与发泡匹配机理,研究了硫化剂含量对发泡天然橡胶质量及力学性能的影响。结果表明:随着硫化剂含量的增加,发泡材料的泡孔直径、泡孔尺寸分布逐渐降低,泡孔密度先增加后降低;当硫化剂含量为2.5份时,其泡孔质量最理想,泡孔直径、泡孔密度分别为175.12μm、2.25×106 cm-3。发泡天然橡胶材料的力学性能方面,其综合性能较好,邵氏硬度20,压缩永久变形95%,冲击回弹性59%。从发泡质量和力学性能的角度来看,当硫化剂含量为2.5份时,发泡材料的力学性能较好。     

天然橡胶/EVA发泡复合材料发泡质量及力学性能的分析

采取模压成型的方式制备发泡天然橡胶/乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)复合材料,通过复合材料的相容性和硫化与发泡匹配机理,研究了EVA含量对天然橡胶发泡质量及力学性能的影响。结果表明,随着EVA含量的增加,泡孔直径、泡孔尺寸分布先增大后降低,泡孔密度先降低后增大。EVA含量为20 phr时,其泡孔质量最好,泡孔直径为97.1μm,泡孔尺寸分布为23.2μm,泡孔密度为6.8×106cm-3,当EVA含量超过20 phr时,泡孔直径、泡孔尺寸分布逐渐增大,泡孔密度随之降低。复合发泡材料的硬度、冲击回弹性、热压缩永久变形等性能则随着EVA含量的增加出现小范围降低,但结合发泡材料的性价比来看,在EVA含量为20 phr时,发泡材料的力学性能较理想。     

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。     

交联剂对HDPE/竹粉复合发泡材料性能的影响

以高密度聚乙烯(HDPE)为基体塑料,偶氮二甲酰胺与氧化锌复配物为发泡剂,过氧化二异丙苯(DCP)为交联剂,采用两步模压发泡法制备了HDPE/竹粉复合发泡材料,并研究了交联剂对复合材料密度和回弹性能、发泡性能、力学性能的影响。结果表明:当交联剂的添加质量分数为0.6%时,HDPE/竹粉复合发泡材料的密度达最小值,为0.054 g/cm~3;回弹率达最大值,为90.5%;当交联剂的添加质量分数为0.4%时,复合发泡材料的泡孔分布相对多而均匀,弯曲强度达最大值,为29.3 MPa,相比未发泡材料约低8.2%,冲击强度为6.8 k J/m~2,相比未发泡材料约低16%。     

纳米蒙脱土对木粉/聚丙烯复合材料发泡性能的影响

采用高压釜间歇式发泡法,结合超临界CO₂微孔发泡技术制备了发泡木粉-纳米蒙脱土(NMMT)/聚丙烯(PP)复合材料。通过对复合材料的结晶行为、流变性能、泡孔形貌及压缩性能进行分析,主要研究了NMMT对其微孔结构及力学性能的改善作用。结果表明:NMMT的引入使木粉/PP复合材料中PP基体的结晶速率加快,结晶度减小,有利于发泡均相体系的形成和泡孔生长;PP分子链的运动受到NMMT片层的抑制作用,导致木粉/PP复合材料的熔体弹性提高,泡孔合并与塌陷的现象减少,发泡材料的平均泡孔直径从30.4 μm降低至20.3 μm,并且泡孔尺寸的均匀性得到明显改善,压缩强度和模量分别提高了187%和223%。      

聚丙烯/纳米二氧化钛复合材料的超临界流体微孔发泡

以聚丙烯(PP)/nano-TiO2复合材料为研究对象,采用快速降压超临界微孔发泡技术,制备了泡孔密度、泡孔直径分别为2.8×107cell/cm3~3.15×109cell/cm3,46.36μm~6.08μm的PP/nano-TiO2微孔复合材料。研究了复合材料中nano-TiO2的质量分数、饱和压力及发泡温度对PP/nano-TiO2复合材料发泡行为的影响,通过扫描电镜(SEM)对微孔形貌进行表征。结果表明,加入nano-TiO2可以改善PP的发泡性能,并得到泡孔分布均匀的闭孔发泡材料;随复合材料中nano-TiO2质量分数由1%提高到5%,泡孔密度增加,泡孔直径减小。对于nano-TiO2质量分数为3%的PP/nano-TiO2复合材料,随着饱和压力的增加,泡孔直径和泡孔密度都增加;随着发泡温度的升高,泡孔密度减小,泡孔直径变大。     

酚酞基聚醚酮/环氧树脂/氰酸酯半互穿聚合物的制备及性能

采用热熔法制备环氧树脂(EP)/氰酸酯树脂(CE)/酚酞基聚醚酮(PEK-C)半互穿网络聚合物。利用三点弯曲法测定了固化物的力学性能,通过动态力学分析(DMA)研究了固化物玻璃化转变温度(Tg)及储存模量变化规律;用扫描电镜(SEM)对断面进行了观察。结果表明,在Tg和弯曲性能基本保持不变的情况下,PEK-C能有效地改善固化物的韧性。当PEK-C的加入量为15%(质量分数,下同)时,断裂韧性KIC和GIC值可分别提高20%和50%,归功于此时固化物形成双连续相结构。但是随着PEK-C含量的增加,固化物初始分解温度略微下降,这可能与交联密度的少量降低有关。     

纳米SiC-g-PGMA粒子/环氧树脂的固化动力学

制备了炭化硅/环氧树脂(SiC/EP)和炭化硅接枝聚甲基丙烯酸缩水甘油酯/环氧树脂(SiC-g-PGMA/EP)两种纳米复合材料,通过差示扫描量热法(DSC)研究了纳米SiC粒子的加入及其表面接枝改性等对环氧树脂体系固化过程的影响。研究结果表明,纳米SiC粒子的加入及其表面接枝PGMA改性可以降低固化体系的理论凝胶温度,使固化反应放热比较平缓,有利于成型加工。同时,由于粒子表面羟基的催化作用及接枝物PGMA中环氧基团的反应活性,对固化反应的进行有明显的促进作用。     

高介电常数EP/BT复合材料介电性能的研究

选用粒径从100 nm～1 μm的钛酸钡(BT)粉末与环氧树脂(EP)采用溶液共混法制备了0～3型两相复合材料,并研究了复合材料的介电性能包括介电常数、介电损耗以及击穿场强.结果表明,复合材料的介电性能不只与陶瓷相的体积分数有关,还与陶瓷相中BT颗粒的粒径大小相关.运用SEM手段对复合物的微观形貌进行了表征.     

三聚氰胺甲醛树脂插层水滑石/环氧树脂复合材料的制备与性能研究

为了改善阻燃材料的阻燃、力学性能,采用共沉淀法和原位聚合法制备了三聚氰胺甲醛树脂插层水滑石(MF-LDHs)及MF-LDHs/环氧树脂(EP)复合材料(MF-LDHs/EP)。通过正交实验确定了MF-LDHs的最佳制备条件:pH=7,反应温度为80℃,n(水滑石)∶n(三聚氰胺)=1∶1,反应时间为2h。用XRD、FT-IR、TGA、SEM表征了LDH和MF-LDHs,并研究MF-LDHs/EP复合材料的阻燃和力学性能。结果表明,MF-LDHs/EP的氧指数(OI)随MF-LDHs的添加量的增大而增大,当MF-LDHs添加量为40%时,MF-LDHs/EP的氧指数达到27.7%;MF-LDHs可以同时提高复合材料的强度,含20wt%MF-LDHs的MF-LDHs/EP抗拉强度达到47.85MPa,比纯EP提高了13.98%。     

Low-energy charpy impact of interleaved CF/EP laminates

Carbon fiber (CF) reinforced epoxy (CF/EP) laminates laid up in different ways (cross-ply and quasi-isotropic) with and without various adhesive interlayers (A) were studied under three-point bending using instrumented low-energy impact at single and multiple bounces. Interleaves were a modified EP resin on polyester fabric, a modified EP resin, and a polyethersulphone (PES) film. The impact response depends strongly on whether the CFs are oriented longitudinally (L) or transversely (T) to the hammer edge in the outer bounced ply. The threshold incident energy (E _in,th) associated with severe damage to the laminates was much lower with the longitudinal outer ply.The impact fatigue response of the transverse cross-ply (TCP) and quasi-isotropic (TQI) composite beams showed that stiffness degradation starts at a certain a threshold number of impact (NOI) and follows a logarithmic decay as a function of NOI. This is in close analogy to fatigue tests under usual conditions. Deterioration in stiffness can be assigned to the relative change in the secant slope (E _max/x _max) of the load-displacement (F-x) traces. The related load-time (F-t) traces flatten due to impact fatigue so that their load maximum (F _max) shifts toward higher contact time.The efficiency of the interleaving was assessed in both single (atE _in,th3 J) and repeated impact (atE _in=1 J). The first technique allowed us to differentiate between the various interleaves, whereas the latter contributed to finding the optimum stacking and position of the interleaves.     

碳纳米管/环氧树脂复合材料的导电性能研究

采用搅拌和高速剪切分散工艺将碳纳米管(CNT)分散在环氧树脂(EP)中,制成CNT/EP复合导电材料,浇成圆形试样.用表面电阻计测量样品的表面电阻检测其导电性,结果显示随着碳纳米管添加量的增加,复合材料的表面电阻不断降低.碳纳米管添加量为5%时,表面电阻从1012Ω下降到106Ω.使用SEM观测了碳纳米管在环氧树脂中的分散情况.     

蒙脱土改性PU/EP IPN的研究

本文通过端异氰酸酯基聚氨酯预聚体与环氧树脂E-51形成了互穿网络,并通过热重分析仪(TGA)研究了完全固化后的互穿网络的热分解行为;透射电镜研究了IPN的相分离行为及用拉伸强度,断裂伸长率对其进行了力学性能的表征.结果表明,经过环氧树脂改性的聚氨酯的耐热性能比纯聚氨酯得到了提高,且力学性能也有所改善.并选取性能较好的PU/EP IPN,用纳米级有机蒙脱土对其进行了改性.研究发现,经有机纳米蒙脱土改性的PU/EP IPN的力学性能及耐热性有了进一步的提高.     

CIP/GF/CF/EP吸波复合材料的制备及力学性能

为制备兼具力学性能和电磁吸收性能的结构型吸波材料,采用真空辅助成型工艺设计制备一种以羰基铁粉(CIP)为吸收剂,玻璃纤维(GF)为透波层,碳纤维(CF)为反射层,环氧树脂(EP)为基体的吸波复合材料。研究了不同质量比CIP/EP对吸波复合材料力学性能和微波吸收性能的影响。通过FTIR和DSC分析可知CIP未与EP发生化学反应。SEM结果表明CIP能够在EP树脂基体中均匀分散,不趋向于纤维表面。力学测试分析结果显示:当CIP/EP质量比达到30%时,CIP/GF/CF/EP复合材料的力学性能最佳,拉伸强度为347.56MPa,拉伸模量为25.99GPa,较纯GF/CF/EP复合材料提升了4.3%和5.7%;弯曲强度为339.6MPa,弯曲模量为23.7GPa,较纯GF/CF/EP复合材料提升了18.2%和71.2%。矢量网络分析可知复合吸波板的吸波性能随CIP含量的增加而增加,且吸波损耗反射峰值朝低频段移动。     

环氧树脂/笼型倍半硅氧烷纳米复合材料的阻燃性能与热解机理

探讨了环氧树脂(EP)/笼型倍半硅氧烷(POSS)纳米复合材料的阻燃性能与热降解机理。利用锥形量热计研究了EP以及EP/POSS的燃烧行为,发现POSS可有效降低EP的热释放速率峰值以及总热释放。热失重-红外联用测试结果表明,虽然EP与EP/POSS热裂解产物种类相似,但EP/POSS气相产物均出现在较高温度下,这是由于POSS的存在延迟了EP热解产物的释放,并且在高温下形成了稳定性良好的含硅杂化炭层。此炭层可有效阻止热量与氧传递,从而在燃烧的过程中阻止下部材料进一步燃烧。