LDH-热膨胀微胶囊的合成及发泡EVA复合材料的综合性能

在悬浮聚合的条件下,以壳层负载的形式合成水滑石LDH-热膨胀微胶囊,并将其作为发泡剂制备发泡乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)复合材料.采用扫描电镜与能谱联用仪(SEM-EDS)、热重分析仪(TG)等研究了LDH-热膨胀微胶囊的膨胀性能及发泡EVA复合材料综合性能的变化规律.结果表明:存在于微胶囊表面的LDH提高了其膨胀温度,膨胀倍率增大五倍以上,稳泡温程达到了36℃左右.添加LDH-微胶囊明显改善了发泡EVA复合材料的发泡质量和力学性能,其泡孔平均直径为52.4μm,拉伸强度较添加未改性微胶囊时提高了26.3％.LDH-微胶囊/EVA复合材料具有优良的保温性能,导热系数为0.0908 W/(m·K).     

MA/ATMP共聚物的微观结构及其热稳定性研究

采用不同配比的反应型受阻胺4-丙烯酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯(ATMP)与丙烯酸甲酯(MA)进行溶液光引发共聚合.用核磁共振对共聚物的组成及其序列分布进行了表征.在此基础上,对不同微观结构的共聚物进行了热稳定性及玻璃化温度的测定,确定了共聚物中各基团的断裂分解温度、材料的玻璃化转变,以及这些变化与共聚物链组成和序列分布的关系.     

聚砜酰胺/碳纳米管复合材料的热稳定性研究

对自制的聚砜酰胺/碳纳米管(PSA/CNT)复合材料薄膜进行了热稳定性能的研究与分析,通过导热系数的计算、导热模型的建立以及热重法分析探讨了CNT及其质量分数对PSA热分解行为的影响。研究表明,CNT的加入提高了PSA复合材料的导热系数,从而延缓了复合材料的热分解行为;CNT的添加提高了复合材料的起始分解温度和在终止温度时的质量残余率,明显地提高了PSA复合材料的热稳定性能。     

脂肪酸复合相变材料的微观结构及其热稳定性研究进展

脂肪酸相变材料是目前重要的储热功能材料之一,因其稳定的化学性质和优异的物理性能被广泛关注,但是也存在相变温度不理想、易泄漏和热性能不稳定等问题。通过现有文献,总结了对脂肪酸相变材料相变温度不适宜和热导率低的改良方法;针对易泄露的问题讨论了多孔介质吸附和微胶囊化两种有效的解决方法;对比了两种制备方法得到的脂肪酸复合相变材料微观结构的差异,并分析了两种制备方法的优缺点;综述了脂肪酸复合相变材料热稳定性能的影响因素。最后就脂肪酸复合相变材料发展现状提出了今后的研究方向,为建筑节能材料的发展提供理论基础。     

阻湿剂对麦秸秆/植物蛋白胶复合材料阻湿性能与微观结构的影响

为探讨阻湿剂氯化石蜡、甘油对麦秸秆/植物蛋白胶复合材料阻湿性能、微观结构及化学结构的影响,采用热压成型方法制得添加2种阻湿剂的复合材料。分别测试麦秸秆/植物蛋白胶复合材料的力学性能、吸水率和吸湿率变化,采用FTIR分析其官能团的变化,测试接触角分析其润湿性能,并用体视显微镜观察分析复合材料弯曲断面微观结构。结果表明:添加氯化石蜡麦秸秆/植物蛋白胶复合材料弯曲强度、弯曲弹性模量最大,比未添加复合材料分别提高67%、129%,添加甘油麦秸秆/植物蛋白胶复合材料冲击强度较大,比未添加复合材料提高44%;添加氯化石蜡和甘油麦秸秆/植物蛋白胶复合材料2 h吸水厚度膨胀率小于未添加复合材料;随着吸湿时间的增加,3种复合材料吸湿率均呈上升趋势,其中添加氯化石蜡麦秸秆/植物蛋白胶复合材料吸湿平衡率最小为4.3%;添加氯化石蜡麦秸秆/植物蛋白胶复合材料的弯曲断面微观结构较好,内部结合紧密,表面纤维暴露较少,阻湿性最好。      

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。     

微发泡聚丙烯/晶须复合材料的发泡行为与力学性能

将改性的MgSO4和CaCO3晶须加入聚丙烯中,在二次开模条件下制备微发泡聚丙烯(PP)/晶须复合材料,通过晶须在基体中的分散性、泡孔直径大小分布和泡孔密度,分析了不同晶须对材料的发泡行为与力学性能的影响.结果表明,晶须具有一定成核效应,CaCO3晶须的泡孔尺寸25.27μm左右,填充增强效果差;MgSO4晶须的泡孔尺...     

四种预处理方法的稻壳/聚氯乙烯复合材料抗老化及热学行为

为探讨稻壳预处理（水热、微波、碱处理和苯甲酰化处理）对制备稻壳/聚氯乙烯（PVC）复合材料在模拟土壤老化条件下抗老化及热学行为的影响,采用综合热分析仪测试了稻壳/PVC复合材料的TG曲线,并测试了其线性热膨胀系数、力学性能和吸水性能,利用SEM观察其微观结构。结果表明:四种预处理均能提高稻壳/PVC复合材料抗老化及热学性能;处理后稻壳纤维表面更粗糙,纤维与基体界面结合更好,微裂隙较少。模拟土壤老化21天后,苯甲酰化处理稻壳/PVC复合材料初始热分解温度比未处理稻壳/PVC复合材料提高了3.9%,其线性热膨胀系数下降了6.72%。24 h吸水率降低了55.6%,拉伸强度和硬度分别提高了103%和119%。苯甲酰化处理稻壳/PVC复合材料中稻壳分布均匀,界面结合较好。四种预处理方法优劣顺序为:苯甲酰化处理>碱处理>水热处理>微波处理。      

竹纤维增强聚氯乙烯发泡复合材料的制备与性能

以竹纤维和聚氯乙烯为原料,加入冲击改性剂、偶联剂、发泡剂等生产助剂,通过熔融混炼挤出,最后注塑成型为复合材料试样.研究了竹粉含量、冲击改性剂含量、偶联剂和发泡剂种类对该复合材料力学性能的影响,并利用扫描电镜分析了发泡复合材料的微观结构.结果表明：竹粉在一定添加量范围内对聚氯乙烯塑料基体的力学性能具有一定的增强效果,当竹粉添加质量分数超过20％后,复合材料的力学性能开始降低;抗冲击改性剂CPE的加入,可以在聚氯乙烯/竹粉复合材料体系中形成橡胶态过渡结构,组成不均匀相,进而提高复合材料的韧性;选用的几种偶联剂中,硅烷偶联剂对复合材料力学性能的作用效果最好,马来酸酐接枝聚丙烯次之,随后是改性EVA、铝酸酯偶联剂和钛酸酯偶联剂;组合发泡剂对聚氯乙烯/竹粉复合材料的发泡效果优于单一发泡剂,当AC＋尿素的添加质量分数为1.0％,且两者的质量比为1∶1时,其作用效果最优,泡孔数量多且均匀.     

短纤维混杂增强PP复合泡沫材料的力学性能

将助剂预混与二次挤出工艺相结合制备含短纤维预发泡粒料, 并用型内二次发泡工艺制备了短炭纤维(SCF)、 短玻璃纤维(SGF)混杂增强聚丙烯(PP)复合泡沫材料。研究了在纤维总质量分数不变时, SCF与SGF的相对含量、 增强纤维与PP的界面性能及泡沫体的表观密度对PP复合泡沫材料的发泡效果和力学性能的影响。结果表明: SGF和SCF的同时加入能够改善PP的高温熔体强度, 获得孔径较小且均一的类球形的闭孔PP泡沫体。SGF和SCF混杂增强提高了PP复合泡沫材料的强度和模量, 且增强效果高于单一纤维, 当纤维总质量分数为15%, 且SGF ∶SCF为1 ∶1时(质量比), PP复合泡沫材料的抗弯强度和抗压强度最高, 而SGF ∶SCF为3 ∶1时, PP泡沫复合材料的冲击韧性和压缩模量达到最大值 。泡沫体的表观密度对PP复合泡沫材料的冲击韧性和抗压强度影响显著, 当表观密度从0.32g/cm3增至0.45g/cm3时, 冲击韧性和抗压强度分别从4.29kJ/m2和6.57MPa 提高到17.87kJ/m2和20.57MPa。      

麦秸纤维增强聚丙烯复合材料的熔融流变性

用挤塑模压的方法制备麦秸纤维增强聚丙烯复合材料, 研究了麦秸纤维添加量、尺寸及马来酸酐接枝聚丙烯(MAPP) 添加量、温度对麦秸纤维增强聚丙烯复合材料熔融流变性的影响。麦秸纤维添加量从10 wt%增加至30 wt%时, 复合材料的熔融黏度增加。马来酸酐接枝聚丙烯的加入提高了体系的流动性, 熔融黏度降低。麦秸纤维以长纤维和纤维束作为增强材料时, 复合材料的熔融黏度降低, 以细小纤维作为增强材料时, 复合材料的熔融黏度增加。温度由170 ℃升高至190 ℃, 剪切速率由0. 01 s -1增加至0. 1 s -1 时, 麦秸纤维增强聚丙烯复合材料的黏度降低。      

热压烧结镀Cr碳纤维/Cu复合材料的制备及热性能

采用热压法将拥有超高导热率和负热膨胀系数（CTE）的中间相沥青基短碳纤维（CF_s）与Cu复合,并利用化学气相沉积技术对CF_s镀Cr以改善其与Cu的结合状况,研究了所制备的镀Cr CF_s/Cu复合材料的显微结构与热性能。结果表明：在制备中Cr层的大部分与CF_s表层的C反应形成连续、均匀的界面薄层Cr₇C₃,少量的扩散于Cu基体中,使CF_s与Cu之间的界面由结合极差的机械结合转化成良好的冶金结合,有效提升了复合材料的热性能。CF_s含量为40vol%~55vol%时,镀Cr CF_s/Cu复合材料致密度高于97.5%,平面方向上的热导率达393~419 W（mK）^-1,平面方向的CTE在5.1×10^-6~8.4×10^-6 K^-1之间。高的热导率、低的CTE以及优良的可加工性能使其成为极有潜力的电子封装材料。     

Preparation and characterization of polypropylene–wheat straw–clay composites

Preparation of polypropylene hybrid composite consisting of wheat straw and clay as reinforcement materials was investigated. The composite samples were prepared through melt blending method using a co-rotating twin-screw extruder. The composition of constituents of hybrid composite such as percentages of wheat straw, clay and maleic anhydride grafted polypropylene as a coupling agent was varied in order to investigate their influence on water absorption and flexural properties. The XRD analysis of composite samples containing clay showed shift in d₀₀₁ peak to lower 2θ indicating slight intercalation of polymer in clay sheets. The results of the study indicate that the increase in wheat straw and clay content in a composite increases the flexural modulus and reduces the resistance for water absorption. The increase in PP-MA coupling agent also increases the flexural modulus and resistance for water absorption. The morphological study by scanning electron microscope reveals that the addition of coupling agent increases the interfacial adhesion between the fibers and polymer matrix which is evidenced further from increased flexural modulus. Further, the particle size of wheat straw was analyzed before and after extrusion in order to investigate the effect of extrusion on wheat straw dimensions. The addition of clay as additional filler had no significant role on water absorption and flexural properties of the composite.     

镀Ti金刚石/Al复合材料的热性能

通过盐浴镀方法实现金刚石表面镀Ti,并采用模压铸造方法制备镀Ti金刚石/Al复合材料。研究镀层对复合材料微观结构和热性能的影响。结果表明金刚石表面镀Ti改善了复合材料的界面结合,降低界面热阻,从而提高了复合材料的热性能,包括降低热膨胀系数,提高复合材料的热导率。采用850℃盐浴镀Ti,镀覆时间180min得到的镀Ti金刚石/Al复合材料热导率高达488W/(m.K),在温度范围50～300℃之间,其平均热膨胀系数为9×10-6/K。     

木粉/聚丙烯木塑复合泡沫材料吸能特性

采用模压法制备木粉/聚丙烯复合泡沫材料,并对不同木粉含量的泡沫材料进行静态压缩、循环压缩、压缩蠕变、动态热机械分析的测试,探讨了不同木粉含量的木粉/聚丙烯复合泡沫材料的能量吸收效果。结果表明: 随着木粉含量的增加,木粉/聚丙烯木塑复合泡沫材料的能量吸收量、能量吸收效率参数、松弛率、循环损耗量、动态力学性能等均呈先升后降的趋势,在木粉质量比为30%时泡沫材料吸能性能达到最佳。     

具有木材结构Al/C、Al/(SiC+C)复合材料的制备及热学性能

该研究以柳桉木材结构为模板,通过对木材的碳化、硅树脂的浸渍与反应、铝合金的浸渍处理,制备了具有木材结构的Al/C、Al/(SiC C)两种复合材料,并对复合材料的微观结构、热膨胀性能及导热性能进行了研究.结果表明:该复合材料保持了所选木材的天然结构特征,并且其热膨胀系数明显低于铝合金,导热系数远高于由木材转化的多孔碳.     

Y_2W_3O_(12)/Ni复合材料的制备及热膨胀性能

为研究Ni基Y2W3O12复合材料的热学性能,首先,采用二次焙烧法制备了负膨胀材料Y2W3O12;然后,将Y2W3O12与金属Ni进行混合,并在1 200℃、50 MPa的条件下热压烧结制得40vol%Y2W3O12/Ni复合材料;最后,对复合材料的成分及热膨胀性能进行了研究。结果表明:在热压烧结过程中,由于Ni的还原性比W差,相对于对比试样40vol%Y2W3O12/Cr复合材料中发生的复杂化学反应,40vol%Y2W3O12/Ni复合材料的两相之间并未发生反应,使40vol%Y2W3O12/Ni复合材料保持了较低的热膨胀系数;经数次循环退火释放热应力及去除Y2W3O12相的结晶水后,40vol%Y2W3O12/Ni复合材料在170~800℃温度范围内的热膨胀系数趋于稳定,约为3.4×10-6 K-1,与理论设计值4.0×10-6 K-1相近。     

预报纤维增强复合材料有效热导率的随机微结构胞元模型

发展了能预报复合材料有效性质的随机微结构胞元模型以预测单向纤维增强复合材料横向热导率。研究了能反映宏观有效性质的模型最小化问题, 探讨了微结构影响宏观有效热传导性能的机制。结果表明: 通过对模型指定周期边界条件并且以多个合适的小规模模型计算的平均值取代大模型计算, 可大大改进收敛性并提高计算效率, 从10×10个到30×30个子胞的模型, 所得有效热导率计算结果的最大相对变化量仅为0.6%。不同纤维排列引起热流穿过热阻大的基体的路径长度改变, 造成有效热导率不同; 纤维热导率远大于基体热导率时, 纤维随机分布造成纤维偏聚, 部分纤维接触形成"热流通道", 使得有效热导率增大, 揭示了某一体积分数下有效热导率急剧增加是由"热流通道"贯通引起。与实验结果的比较说明了微结构随机性研究的必要性和本文工作的实用价值。