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。     

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。     

改性石墨烯/聚氯乙烯复合材料的制备及性能

采用不同含量的硅烷偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）对石墨烯（GE）进行改性,将改性GE（KH-GE）与聚氯乙烯（PVC）进行熔融混炼制备KH-GE/PVC复合材料。通过FTIR、Raman、XRD、TEM和SEM表征改性前后GE结构变化,并考察了KH-GE/PVC复合材料的力学性能、导电性能及稳定性能。结果表明,GE∶KH570质量比为1∶2时,KH-GE的层间距较大,改善了GE的团聚,使GE在PVC基体中的分散得到了改善。随着KH-GE含量的增加,KH-GE/PVC复合材料的力学性能显著提高,当KH-GE质量分数为1.5wt%时,KH-GE/PVC复合材料的拉伸强度和断裂伸长率分别为23.98 MPa和226.78%,比未添加KH-GE的PVC复合材料分别提高了51.1%和65.73%;相对于纯PVC,当KH-GE质量分数为1.5wt%时,对应的50%热失重（T_50%）及90%热失重（T_90%）分别从289.81℃和486.01℃提高到298.51℃和596.53℃,提高了KH-GE/PVC复合材料的热稳定性,导电性也显著提高。     

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。     

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。     

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。     

氧化石墨烯/尼龙6复合材料的等温结晶行为

采用液相共混法制备氧化石墨烯(GO)/尼龙6(PA6)复合材料,利用差示扫描量热(DSC)和偏光显微镜(POM)表征该体系的等温结晶行为。结果表明,Avrami方程可较好地描述PA6和GO/PA6复合材料的等温结晶行为,氧化石墨烯对尼龙6起到成核剂作用,使其结晶速率增大,结晶活化能减少。等温结晶温度升高,PA6和GO/PA6的绝对结晶度和结晶速率减少。偏光显微镜观察证实,添加氧化石墨烯后的尼龙球晶细化。     

极性可调高聚物接枝氧化石墨烯相容剂的制备及在MC尼龙中的应用

设计制备了极性可调控的反应型相容剂乙烯-辛烯共聚物-甲醛缩多乙烯多胺-g-氧化石墨烯(POE-TEPAF-GO),并将其应用于铸型尼龙(MC尼龙)/马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(MAPOE)共混体系中。同时,调节TEPAF相对分子质量大小,考察不同极性的相容剂对共混材料MC尼龙/MAPOE的影响。研究结果表明,POE-TEPAF-GO对MC尼龙/MAPOE共混体系增容效果较为理想,并且可作为多功能填料对共混材料实现增韧和增强,其中共混材料韧性提高最为显著,较纯MC尼龙提高93%,拉伸强度、热稳定性也有所改善,此外在一定程度上改变了晶型。当TEPAF的Mw=931时,材料的综合性能最优。     

氧化石墨烯/铜基复合材料的微观结构及力学性能

采用球磨和真空热压烧结方法成功制备氧化石墨烯/铜复合材料。利用OM,SEM,XRD,显微硬度计和电子万能试验机等分析球磨后的复合粉形貌,研究氧化石墨烯添加量对复合微观结构及力学性能的影响。结果表明:制备的氧化石墨烯/铜基复合材料组织致密,氧化石墨烯以片状形态较均匀地分布在铜基体中,并与铜基体形成良好的结合界面。氧化石墨烯质量分数为0.5%时,复合材料的综合力学性能较好,显微硬度和室温压缩强度分别为63HV和276MPa,相对于纯铜基体分别提高了8.6%和28%。其强化机理为剪切应力转移强化、位错强化和细晶强化。     

水性聚氨酯丙烯酸酯/氧化石墨烯防腐涂层的制备与性能

为进一步改善水性聚氨酯丙烯酸酯涂层的防腐性能,采用原位聚合法制备了系列水性聚氨酯丙烯酸酯/氧化石墨烯(WPUA/GO)复合乳液。利用X射线衍射、拉曼光谱、红外光谱表征了自制GO的结构与形貌;运用透射电镜、扫描电子显微镜分析了复合乳液的微观形貌;并通过耐盐雾试验及电化学工作站测试了涂层的防腐性能。结果表明,通过改进的Hummers法制备出氧化程度高、分散性较好的GO;WPUA/GO乳液粒径随着GO含量的增加呈现先增大后减小的趋势;当GO的质量分数为0.5%时,涂层的热稳定性提高了140℃,耐盐雾时间比纯WPUA延长了10 d,腐蚀电流密度减小了1个数量级。     

石墨烯/超高分子量聚乙烯导电复合材料的电性能

通过两步法制备了纳米石墨烯(GNS)/超高分子量聚乙烯(UHMWPE)分离结构导电复合材料,通过扫描电子显微镜和透射偏光显微镜研究了导电复合材料的形态结构与电性能的关系。研究表明,GNS粒子能够均匀地涂覆在UHMWPE粒子表面。当GNS的体积分数为0.4%时,复合材料电导率提升了15个量级,渗流阀值为0.028%(体积分数,下同)。GNS/UHMWPE分离结构导电复合材料的正温度系数效应(PTC)研究表明,由于填料分布形态及含量的变化,导致复合材料PTC转变温度发生改变。     

造纸白泥添加量对竹质纤维/高密度聚乙烯复合材料力学性能的影响

以造纸剩余物白泥为填料,马来酸酐接枝聚乙烯(MAPE)为相容剂,采用挤出成型工艺将竹质纤维和高密度聚乙烯(HDPE)进行熔融复合制备竹质纤维/HDPE复合材料。利用万能力学试验机、冲击试验机、扫描电镜及动态力学分析仪,研究了白泥质量分数对复合材料力学性能的影响,并应用分形理论对拉伸强度与断口分形维数之间的关系进行了研究。结果表明,复合材料的冲击强度随着白泥的质量分数增加明显降低,当白泥质量分数为18%时,其弯曲和拉伸性能较好,复合材料拉伸强度与分形维数呈近似指数函数关系;白泥质量分数对复合材料的损耗因子无明显影响,玻璃化转变温度以前,白泥质量分数对复合材料储存模量、损耗模量影响显著,玻璃化转变温度之后对复合材料无明显影响。     

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。     

纤维体积分数对K3D/MCPA复合材料力学性能的影响

本文研究了纤维体积分数对三维编织芳纶纤维增强铸性尼龙(简称K3D／MCPA)复合材料力学性能的影响。研究表明,K3D／MCPA复合材料有优异的抗冲击性能,冲击强度比三维编织芳纶纤维增强铸性尼龙(简称C3D／MCPA)和纯基体均有大幅度的提高,且随着纤维体积的提高而升高。K3D／MCPA复合材料剪切强度随纤维体积比的增大而增大,其纵向剪切强度低于纯基体和C3D／MCPA复合材料,但其横向剪切强度高于它们。K3D／MCPA复合材料弯曲强度与弯曲模量随纤维体积比的提高而提高,但与相同体积比的C3D／MCPA相比,K3D／MCPA的弯曲强度与弯曲模量均较低。     

氧化石墨烯的制备及电化学性质研究

采用改进Hummers法来制备氧化石墨烯;通过循环伏安法、单电位阶跃计时电流法、塔菲尔曲线研究分散在DMF中的氧化石墨烯在Pt电极上的电化学性质,研究表明氧化石墨烯在Pt电极上电化学反应是一步不可逆的反应,并且此过程是受扩散控制;通过循环伏安法求得电荷传递系数α为0.03348。通过塔菲尔曲线可计算得交换电流密度i0为1.007×10-4 A/cm2。氧化石墨烯在Pt电极上成核机理的研究表明,氧化石墨烯在Pt电极上是按三维模式扩散控制下连续成核的。     

高密度聚乙烯/尼龙6共混物的形态结构对其性能的影响

本文利用微层共挤方法制备了具有层状交替结构的HDPE/PA6共混物,利用常规熔融共混挤出方法制备了与层状共混物具有相同组成比的海岛结构共混物。通过DSC,FT-IR及力学性能测试等方法研究了共混物的形态结构对其界面化学反应、结晶行为和力学性能的影响。研究结果表明:在共混物中引入少量马来酸酐接枝高密度聚乙烯时,化学反应在界面进行,与海岛结构的共混物界面面积相比,层状共混物的界面接触面积小,界面化学反应相对较弱,但层状共混物的屈服强度和断裂伸长率有大幅度提高。层状结构对HDPE和PA6的结晶行为影响很小。     

聚氯乙烯/氧化石墨烯薄膜的力学性能和热稳定性能

通过溶液共混法制备了氧化石墨烯(GO)分散均匀的聚氯乙烯(PVC)/GO纳米复合薄膜,研究了薄膜的力学性能和热稳定性能。结果表明,微量GO能大幅度提高PVC的模量和拉伸强度,且保持较高的断裂伸长率。在PVC中添加质量分数为0.12%的GO,PVC的拉伸强度提高63%,杨氏模量提高20%;添加量为0.60%时,PVC的拉伸强度提高125%,杨氏模量提高126%.添加GO还能提高PVC的起始分解温度、最大分解温度以及PVC的成碳量。GO片层具有较高的强度和模量、GO在高分子基体内的均匀分散、GO和PVC之间较强的相互作用、GO与PVC的层状结构,是其力学性能提高的主要原因.