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。     

改性滑石粉填充聚丙烯/高密度聚乙烯复合体系的流变性能

研究了纯滑石粉和插层、偶联等方法改性处理的滑石粉填充聚丙烯／高密度聚乙烯(PP／HDPE)复合体系的流变性能,探讨了含量、温度、切变速率等因素对复合体系粘度特性的影响。结果表明,复合体系总体上有切力变稀的特性。体系表现切粘度随纯滑石粉和插层处理的有机滑石粉含量的升高而有不同程度的增加;随温度升高、切变速率升高而下降;理论上分析了复合体系中各组分之间的微观相作用。     

聚乙烯的降解氧化及对高密度聚乙烯/尼龙6共混物形态和性能的影响

采用将高密度聚乙烯(HDPE)先无氧热降解后氧气氧化的方式制备了氧化降解聚乙烯(ODPE),利用红外光谱等方法研究了氧化时间对ODPE中极性基团的种类和含量及ODPE含量对HDPE/PA6体系相形态和力学性能的影响。结果表明,在相对分子质量较低的ODPE链上引入了-OH、-C=O、-COOH等极性基团且随氧化时间延长,极性基团含量明显升高,其中羧基含量可达到0.069 mmol/g。随ODPE含量升高,HDPE/PA6共混体系的分散相粒径有明显的细化,粒径分布变窄,相界面变得模糊;共混材料的强度和韧性可同时得到明显的提高。     

聚乙烯的降解氧化及对高密度聚乙烯/尼龙6共混物形态和性能的影响EI北大核心CSCD

采用将高密度聚乙烯(HDPE)先无氧热降解后氧气氧化的方式制备了氧化降解聚乙烯(ODPE),利用红外光谱等方法研究了氧化时间对ODPE中极性基团的种类和含量及ODPE含量对HDPE/PA6体系相形态和力学性能的影响。结果表明,在相对分子质量较低的ODPE链上引入了-OH、-C=O、-COOH等极性基团且随氧化时间延长,极性基团含量明显升高,其中羧基含量可达到0.069 mmol/g。随ODPE含量升高,HDPE/PA6共混体系的分散相粒径有明显的细化,粒径分布变窄,相界面变得模糊;共混材料的强度和韧性可同时得到明显的提高。     

铸型尼龙/高密度聚乙烯改性氧化石墨烯复合材料的制备与性能

首先通过静电作用将氧化石墨烯(GO)与2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(GTMAC)结合,在氧化石墨烯的表面引入环氧基,再与马来酸酐接枝高密度聚乙烯(HDPE-g-MAH)反应,制得高密度聚乙烯接枝氧化石墨烯(GO-g-HDPE)。采用傅里叶变换红外光谱、X射线衍射及热重分析对接枝产物进行了表征。将GO-g-HDPE作为铸型尼龙(MC尼龙)的填充剂,通过阴离子原位聚合的方法制备了铸型尼龙/GO-g-HDPE复合材料。力学性能测试结果表明,GO-g-HDPE作为MC尼龙的改性材料起到了增强增韧的双重作用,HDPE-g-MAH的质量分数为0.02%时,拉伸强度增加了14.7%,断裂伸长率增加了21.0%,冲击强度增加了30.0%,压缩强度增加了27.2%。同时,MC尼龙吸水率降低,热稳定性增加。     

PA6/PS双连续相的临界组分比及相形态研究

在哈克转矩流变仪中,研究了操作温度、螺杆转速、共混时间和相容剂苯乙烯马来酸酐共聚物(SMA)对尼龙6/聚苯乙烯(PA6/PS)共混物形成双连续相组分比例范围的影响.结果表明:操作温度、螺杆转速、共混时间对共混物形成双连续相组分比例范围的影响不大,SMA的加入使形成双连续相的比例范围大大减小,SMA阻碍分散相间的碰撞、降低其凝聚是产生这种现象的主要原因.对双连续相PA6/PS(50/50,质量分数/%)共混物进行静态热处理,用扫描电镜(SEM)观察形态发现:在一定温度下双连续相相尺寸随热处理时间增加而增大;温度越高,相尺寸随时间增大的速度也大大加快,但仍能够保持双连续相态.在一定温度下,连续相经过破裂、凝聚,使两组分的界面面积降低是相态粗化的主要原因.     

双交联体系互穿聚合物网络对石墨烯/乙烯-醋酸乙烯酯共聚物/高密度聚乙烯复合材料抗静电性能的影响

以高密度聚乙烯(HDPE)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)为基体材料,石墨烯为导电填料,2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷(DBPH)、三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)为交联剂,通过物理-化学方法在2种交联剂的协同作用下制备了具有互穿聚合物网络(IPN)结构的石墨烯/EVA/HDPE复合材料。实验结果表明,所用2种交联剂的协同作用能使复合材料的交联度达到54.3%。扫描电镜图中可以观察到EVA和HDPE形成的IPN结构可以促使石墨烯在复合材料基体中形成较完善的网络结构。实验结果还表明网络结构能在复合材料达到抗静电性能标准的情况下,很大程度上减少了石墨烯在EVA/HDPE基体中的添加量。当复合材料的交联度为40%~50%时,会出现类渗流阈现象,石墨烯的质量分数为2%时,复合材料的拉伸强度达到28.1 MPa,体积电阻率达到10~8Ω·cm。     

高密度聚乙烯/乙烯-醋酸乙烯酯共混物的动态流变行为相形态及力学性能

通过熔融共混制备了不同质量比的高密度聚乙烯(HDPE)/乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)共混物,采用旋转流变仪、扫描电镜及电子万能试验机等研究了共混物的动态流变行为、相形态及力学性能。结果表明,HDPE/EVA为不相容共混物,HDPE质量分数较高的共混物界面相互作用高于EVA质量分数较高的共混物,这就导致了HDPE质量分数较高的共混物中分散相尺寸更小。在50/50共混物中发现了明显的共连续相结构。HDPE与EVA共混后降低了HDPE相的熔点,提高了EVA相的熔点,这归因于EVA相对HDPE相的稀释作用以及HDPE相对EVA相的成核作用。当HDPE质量分数较高时,共混物的拉伸强度呈现出正偏差,而对于50/50的共混物以及EVA质量分数较高的共混物则显示出负偏差。断裂伸长率与拉伸强度的变化趋势相同,除了80/20共混物有所例外,这可能是由于该组成下共晶度较高所致。     

石墨烯/超高分子量聚乙烯复合材料的导电性能

采用氧化还原法制备了石墨烯(GNS),用X射线衍射(XRD)、红外光谱、透射电子显微镜对所得GNS进行了分析和表征。采用溶液混合、超声波分散的方法,制备了GNS/超高分子量聚乙烯(UHMWPE)导电复合材料,研究了材料的导电渗流行为和阻-温特性。结果表明,溶液混合法可使GNS较好地分散于UHMWPE基体中,复合材料表现出典型的导电渗流行为,其渗流阈值为3.6%(质量分数)。在大于渗流阈值的情况下,复合材料的正温度系数效应(PTC)强度随GNS含量的增加而提高;热循环使得复合材料的PTC强度有所降低。     

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。      

HIPS/HDPE共混物的动态黏弹行为与相形态

采用动态流变测试和扫描电子显微镜技术,考察高抗冲聚苯乙烯(HIPS)/高密度聚乙烯(HDPE)共混物的动态黏弹行为与相形态,对比1%(质量分数,下同)的纳米和微米CaCO_3对HIPS/HDPE(30/70)不相容共混物的增容效果。结果表明:当HDPE小于30%时,HIPS/HDPE共混物在低频区的复数黏度和储存模量均显示出明显的正偏差,而当HDPE大于30%时,则呈现负偏差;前者与HDPE和PB粒子间的相互作用相关,而后者归因于HDPE基体与PS分散相之间较弱的界面相互作用。当HIPS为基体时,HDPE分散相粒子呈现较宽的尺寸分布;而当HDPE为基体时,PS分散相呈现双模尺寸分布,对应于两种不同类型的PS分散相粒子的存在。1%的纳米CaCO_3对HIPS/HDPE(30/70)不相容共混体系起到了一定的增容效果,CaCO_3纳米粒子主要位于HIPS/HDPE相界面以及HDPE连续相内;而微米CaCO_3对该共混体系仅起到了增黏而非增容作用,CaCO_3微米粒子仅位于HDPE连续相内。     

温度对熔体挤出自增强HDPE棒材显微组织和力学性能的影响

利用自制模具,在不同的温度下成功的制备了直径为7.2mm的自增强高密度聚乙烯(HDPE)棒材.通过SEM观察、DSC分析、WAXD分析与力学性能测试,研究挤出温度对熔体挤出自增强HDPE棒材微观结构和力学性能的影响.研究结果表明,挤出温度是影响熔体挤出自增强HDPE棒材结构和力学性能的重要参数.随着挤出温度的降低,自增强棒材的微晶尺寸和结晶度大幅提高,晶面间距几乎未变化,熔点向高温区发生漂移,试样内部有大量的微纤结构存在.在130℃下挤出棒材的拉伸强度和抗弯强度分别为220.6MPa和152.9MPa,都将近是未增强试样的10倍.     

PP/POE共混物的热行为与晶态结构

采用双螺杆挤出机熔融共混制备了不同组成的聚丙烯(PP)/乙烯-辛烯弹性体(POE)共混物,利用差示扫描量热仪、偏光显微镜和广角X射线衍射系统研究了共混物的热行为与晶态结构。结果表明PP与POE之间具有一定的相容性,POE的异相成核作用提高了共混物中PP的结晶温度和结晶速率,有效地诱导β晶型PP的形成,增大了共混物中α晶型和β晶型PP的晶面表观厚度。另一方面,由于POE与PP之间存在较强的相互作用,POE大分子链使PP分子链的扩散和堆积受阻,从而导致PP/POE共混物总结晶度的降低。     

SiO2纳米粒子填充PS/PMMA共连续共混物的应力松弛行为

采用流变测试和扫描电子显微镜技术,考察了亲水性SiO2纳米粒子对具有共连续结构的聚苯乙烯(PS)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)(体积比50/50)共混物在步阶剪切应变下应力松弛行为的影响。研究表明,PS/PMMA共混物呈现两步应力松弛行为,即来源于本体聚合物的较快的松弛以及来源于界面的较慢的松弛。SiO2粒子的加入细化了共混物的形态尺寸,加速了共混物第二阶段的松弛行为。同时,实验结果进一步表明,填充共混物应力松弛行为的加快主要是由于SiO2的加入引起形态细化造成的,而并非组分粘弹性的变化。     

LLDPE/HDPE/MMT纳米复合材料的制备及性能研究

以线性低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、有机改性的蒙脱土(MMT)为主要原料,选用乙烯-醋酸乙烯酯接枝马来酸酐(EVA-g-MAH)作为增容剂,采用熔融插层法制备了线性低密度聚乙烯/高密度聚乙烯/蒙脱土(LLDPE/HDPE/MMT)纳米复合材料。通过X射线衍射(XRD)分析蒙脱土在聚乙烯基体中的分散情况,并研究蒙脱土的含量对其在基体中分散效果的影响。TG实验结果表明,蒙脱土的加入使LLDPE/HDPE/MMT纳米复合材料的热稳定性得到很大的提高。由DSC曲线可以得出,加入蒙脱土的复合材料相比于纯聚合物,其熔点和热分解温度都有很大的提高,提高程度与蒙脱土的含量有关。     

动态光交联法制备PP/EPDM热塑性弹性体的力学及热性能

采用动态光交联法制备了PP/EPDM热塑性弹性体。动态力学热分析(DM TA)和扫描电子显微镜(SEM)及力学性能测试表明:动态光交联能明显提高PP与EPDM间的相容性,从而显著提高PP/EPDM热塑性弹性体的拉伸性能和缺口冲击强度。并结合DM TA、差热扫描量热仪(DSC)等手段,证实了动态光交联过程中产生了少量的接枝共聚物PP-g-EPDM。     

POE-g-MAH反应性增容HDPE/PA6共混合金的热致形状记忆性能

采用乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)作为高密度聚乙烯(HDPE)/尼龙6(PA6)共混体系的反应性增容剂,通过熔融挤出制备出固定相具有物理交联结构的热致形状记忆合金。研究了组分含量,拉伸比和形变回复温度对合金的形变回复率和回复速率的影响。结果表明,POE-g-MAH的添加显著提高了共混合金的形状记忆性能,当组分配比为80/20/10(HDPE/PA6/POE-g-MAH),形变回复温度为135℃,拉伸比为75%时,试样形变回复率达到96.5%。     

母料中弹性体不同配比对HDPE/E-TMB共混物热性能及结晶形态的影响

用自制增韧母料(E-TM B)与HDPE热机械共混制得HDPE/E-TM B共混物。通过DSC分析仪和偏光显微镜研究了共混物的熔融、结晶行为和结晶形态,并将其结晶形态与简单共混对照样加以对比研究。结果表明,和纯HDPE相比,共混物的熔点降低、结晶温度升高,成核速率和结晶速率增大;随母料中乙丙弹性体含量的增加,共混物的熔点逐渐降低、结晶温度逐渐升高,结晶细化程度增大、数目增多;共混物的结晶比原料HDPE及简单共混对照样都显著细化。     

Blends of PP/PE co‐octene for modified atmosphere packaging applications

The aim of this work was to obtain films of polypropylene (PP)/polyethylene co‐octene (POE) blends and study the influence of their composition and mixing conditions on final morphology and ultimate properties (thermal, mechanical, oxygen and water vapour transmission rates). Scanning electron microscopy showed segregation of POE domains in the PP matrix. Thermal analysis indicated that the addition of POE modified neither the melting temperature nor the crystallinity of PP in the pressed films. It was found that permeabilities of films were mainly related to POE content rather than morphological features. For the maximum POE concentration used (40%), the oxygen permeability increased up to ∼100% from that of neat PP. A similar trend was found for water vapour permeability. Rigidity of blends dropped significantly with the addition of POE although their ductility slightly increased when compared to pure PP. No significant effect of blend preparation conditions on these properties was found. Mechanical and permeability characteristics of films make them very attractive to be used for MAP of fresh produce such as apple, blueberry and mushroom. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.