聚丙烯/硫酸钙晶须复合材料的研究

采用活性硫酸钙晶须、增韧剂(乙烯/辛烯)共聚物(POE)和其它助剂与共聚聚丙烯(PP)通过熔融挤出共混制得PP/硫酸钙晶须复合材料。讨论了硫酸钙晶须含量对PP/硫酸钙晶须复合材料力学性能和热性能的影响,并探讨了硫酸钙晶须增强PP的机理,观察了PP/硫酸钙晶须复合材料的微观结构。结果表明,硫酸钙晶须在PP中分布均匀,能起到明显的增强作用。     

PP/a-PA66原位成纤复合材料弯曲力学行为的有限元模拟

利用"后期增容"技术制备了聚丙烯/活性尼龙66(PP/a-PA66)原位成纤复合材料,建立了复合材料的有限元模型,求解发现,该模型可以较好地模拟实际材料的弯曲性能。弯曲载荷作用下,与不添加增容剂的PP/PA66,直接将PP、PA66、反应性增容剂(SCRC)熔融共混-热拉伸制备的PP/PA66/SCRC相比,PP/a-PA66的弯曲性能最优。这是由于PP/a-PA66原位成纤复合材料中具有强界面结合的形态结构,PA66异形微纤能够起到增强基体PP的作用。     

叶片挤出机制备PP共混复合材料性能研究

采用自主研发的叶片挤出机将聚丙烯(PP)分别与聚酰胺66(PA66)、聚苯乙烯(PS)、低密度聚乙烯(LDPE)共混,得到PP/PA66、PP/PS、PP/LDPE三种复合材料,研究了各组分配比及其相容性对复合材料微观结构和性能的影响。结果表明:PP/PA66、PP/PS复合体系的拉伸和弯曲性能随着PA66或PS用量的增加先下降后上升,而PP/LDPE的拉伸和弯曲性能则随着LDPE用量的增加而下降;各组分之间的相容性对材料微观形貌有显著影响,其中PP/LDPE复合材料两相界面相容性较好,而PP/PA66复合材料的界面相容性较差,呈现明显的"海-岛"结构,并且当其配比为70/30时出现共连续相结构。     

晶须增强尼龙66及其合金力学性能研究

晶须作为新型填充材料对树脂的增强增韧作用日益得到人们的关注。采用钛酸钾晶须(K2Ti6O13)对尼龙66(PA66)及其合金(PA66/PP)进行填充,对几种不同偶联剂的表面处理作用效果进行了比较。实验结果表明:钛酸钾晶须对尼龙66及其合金有较好的增强效果,可以普遍提高材料的力学性能,最佳用量为25%~35%。但是,复合材料的韧性仍然有待提高,通过制备尼龙66/聚丙烯合金的方法来改善,使得晶须填充合金复合材料在保持尼龙66原有强度的同时,韧性提高87.6%。     

钛酸钾晶须和硫酸钙晶须增强PA66/PVDF的摩擦学行为研究

制备了钛酸钾晶须（PTW）和硫酸钙晶须（CSW）增强聚酰胺66（PA66）/聚偏氟乙烯（PVDF）复合材料,通过摩擦磨损试验机研究了不同含量晶须对PA66/PVDF摩擦磨损性能的影响,并采用扫描电子显微镜、傅里叶变换外光谱仪观察了复合材料的微观结构、磨损表面和转移膜形貌。结果表明,PTW的加入使得共混物的自润滑性与耐磨性均降低,CSW有效地提高了PA66/PVDF的摩擦学性能;摩擦前后复合材料表面并未发生化学变化。     

PA66/PP复合材料吸水率对尺寸稳定性影响

通过加入PP和PP-g-MAH改性PA66/PP合金,在不同的实验条件下,研究材料的吸水率和尺寸稳定性关系,目的在于通过调整材料的吸水率提升材料的尺寸稳定性。结果表明:无论是在常温或者高温高湿条件下,PP的加入可以大大地降低PA66树脂吸水率,提高PA66复合材料的尺寸稳定性,而吸水率的变化直接影响导PA66材料尺寸的稳定性与PA66成反比例,通过加入加入PP和PP-g-MAH的改性PA66/PP合金复合材料,在吸水率和尺寸稳定性都明显优于PA66纯树脂。     

分散相含量对PP/PA66原位微纤复合材料微观形态和性能的影响

为解决玻璃纤维、碳纤维及芳纶纤维等增强聚丙烯(PP)出现的生产成本高、工艺复杂、能耗较高及难以回收等问题,采用一次挤出熔融、二次挤出拉伸的方法制备了PP/尼龙66 (PA66)原位微纤复合材料(MFCs),并通过与普通PP/PA66共混物对比,分析了分散相含量对形成微纤形貌的影响及原因。探究了分散相含量对复合材料的结晶性能、流变行为以及力学性能的影响。结果表明,PA66微纤可以对基体PP异相成核起到促进作用;随着PA66含量的增加,复合材料的储能模量、损耗模量和复数黏度也随之增大;当PA66质量分数为15%时,MFCs的拉伸强度和弯曲强度均达到一个最优值,分别为36.96 MPa和52.4 MPa,比普通共混材料增加了53.3%和40%,当PA66质量分数为25%时,MFCs的冲击强度最大增加了94%。     

蒙脱土插层尼龙66及其合金力学性能研究

先采用有机化蒙脱土(org MMT)插层尼龙66制得了PA66/PP纳米复合材料,对其力学性能进行了测试。试验结果表明:MMT含量为7%时,PA66/MMT的各项性能达到最优,但是材料的韧性仍较差,进而采用与聚丙烯共混改性的方法增韧制得PA66/PP/MMT纳米复合材料,当MMT含量为5%,PA66∶PP为80∶20时,材料的冲击强度提高45 4%,而其他各项性能基本保持不变。     

PP/PA6/SiO_2纳米复合材料的非等温结晶动力学

采用熔融插层法在双螺杆挤出机上制备聚丙烯(PP)/聚酰胺(PA) 6/二氧化硅(SiO_2)纳米复合材料。通过差示扫描量热仪对体系的非等温结晶动力学进行研究,并采用莫志深(Mo)法对PP复合材料的非等温结晶动力学数据进行分析。结果表明,加入PA6和SiO_2,对PP有异相成核的作用,能提高PP的结晶速率和结晶度;随着降温速率增加,PP/PA6/SiO_2复合材料的结晶度增大。运用Mo法研究纯PP和PP/PA6/SiO_2复合材料的非等温结晶动力学过程,效果理想。结果显示,随着结晶度的增大,PP及其复合材料在单位时间内需要更大的冷却速率才能达到特定的结晶度。并且在相同的结晶度条件下,PP/PA6/SiO_2复合材料的结晶速度比纯PP的结晶速度快。     

碳酸钙晶须对PP/芳纶浆粕复合材料性能的影响

利用双螺杆挤出机制备了聚丙烯(PP)、碳酸钙(Ca CO3)晶须/芳纶浆粕(PPTA-pulp)系列复合材料,采用力学性能测试方法研究了Ca CO3晶须对芳纶浆粕(5%)填充PP复合材料性能的影响,利用摩擦磨损试验机、热变形温度测试仪研究了PP/Ca CO3晶须/PPTA-pulp复合材料的摩擦学性能及耐热性能,并比较了硬脂酸锌与聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)改善相容性的效果。结果表明,随着Ca CO3晶须含量的增加,复合材料的拉伸强度先增加后减小,弯曲强度增加,冲击强度逐渐减小;Ca CO3晶须提高了复合材料的摩擦因数与热变形温度;PP-g-MAH改善了纤维与PP基体以及Ca CO3晶须与PP基体之间的亲和性,效果要好于硬脂酸锌。     

尼龙6/硼酸镁晶须复合材料的制备与研究

使用自制的硼酸酯偶联剂BE-1和BE-2在硼酸镁晶须表面引发聚合形成有机涂层,用改性后的硼酸镁晶须制备尼龙6/硼酸镁晶须复合材料并对其性能进行了研究。结果表明:随着硼酸镁晶须含量的增加,复合材料的拉伸强度、弯曲强度及热变形温度出现了先增加后降低的趋势,当硼酸镁晶须在复合材料基体中的含量为30%时,复合材料的力学性能最佳,BE-1改性的尼龙6/硼酸镁晶须复合材料拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、热变形温度分别比未改性的尼龙6/硼酸镁晶须复合材料提高了14.47%、13.72%、29.73%和7.19%;BE-2改性的尼龙6/硼酸镁晶须复合材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、热变形温度分别比未改性的尼龙6/硼酸镁晶须复合材料提高了23.37%、22.54%、37.84%和10.78%。     

偶联剂对 PPS/PA66/T-ZnOw 复合材料力学性能的影响

采用硅烷偶联剂KH-560和钛酸酯偶联剂TM-38S对四针状氧化锌晶须(T-ZnOw)进行表面改性,制备了相应的聚苯硫醚(PPS)尼/龙(PA)66/T-ZnOw复合材料,研究了两种偶联剂及其复合体系对T-ZnOw表面改性效果和相应复合材料力学性能的影响,并利用扫描电子显微镜对复合材料的断面形态进行了观察。结果表明,钛酸酯偶联剂TM-38S对T-ZnOw的表面改性效果要优于硅烷偶联剂KH-560;两种偶联剂均提高了复合材料的拉伸强度、断裂伸长率和缺口冲击强度,但对复合材料的弯曲强度影响不大。其中TM-38S改性T-ZnOw与PPS/PA66复合后所得材料的力学性能优于KH-560改性T-ZnOw的材料。两种偶联剂的复合体系虽然可以弥补KH-560副反应对T-ZnOw表面改性的不利影响,但对改善复合材料力学性能的协同作用不明显。     

氧化锌晶须/聚丙烯复合材料性能的研究

制备了四针状氧化锌晶须(T—ZnOw)／聚丙烯复合材料,研究了不同偶联剂处理的T—ZnOw及其用量对复合材料力学性能的影响,并对偶联机理做了初步探讨。研究结果表明,当添加T-ZnOw质量分数为20％时,复合材料的力学性能最好;与处理前相比,处理后的T—ZnOw复合材料的拉伸强度和冲击强度有不同程度的提高;不同偶联剂处理的T—ZnOw对复合材料力学性能的影响不同。     

PA66/TLCP/埃洛石纳米管三元复合材料的结构与性能

采用熔融共混方法制备了尼龙66(PA66)/热致液晶聚合物(TLCP)/埃洛石纳米管(HNTs)三元复合材料.结果表明,TLCP对PA66起到一定的增强增韧作用,加入HNTs后,PA66/TLCP/HNTs三元复合材料的弯曲性能明显提高,含有质量分数10%TLcP和5%HNTs的三元复合材料相比纯PA66,在冲击强度提高32.6%的同时,拉伸强度、弯曲强度、热变形温度分别提高了约16.3%、103%、22℃.采用差示扫描量热分析研究了复合材料中TLCP和HNT8对PA66结晶和熔融性能的影响,扫描电子显微镜照片和动态热机械分析表明,HNTs的加入改善了PA66与TLCP的相容性,TLCP在HNTs的作用下能够较好地原位成纤.     

PA66/TLCP/HNTs纳米管复合材料的制备与性能

采用熔融共混方法制备了尼龙(PA)66/热致液晶聚合物(TLCP)/埃洛石纳米管(HNTs)复合材料,研究了其热性能、微观形态及力学性能.结果表明,当TLCP的质量分数为4%、HNTs的质量分数为15%时,复合材料的综合性能最佳.其拉伸强度、拉伸弹性模量、弯曲强度及弯曲弹性模量相比纯PA66分别提高了30.4%、76.9%、34.4%、91.7%.熔体的加工流动性得到改善,PA66/TLCP/HNTs复合材料的吸水性能明显降低.少量的TLCP有利于提高PA66/TLCP复合材料的结晶性能和熔融温度;HNTs的加入能提高复合材料的结晶温度,与基体有较好的界面结合;TLCP及HNTs能在基体中均匀地分散,TLCP在PA66/TLCP/HNTs复合材料中形成微纤结构,且沿纤维轴方向取向.     

双马来酰亚胺/环氧树脂/纳米SiO2复合材料的制备与性能研究

研究了纳米二氧化硅（SiO2）的含量对双马来酰亚胺（BMI）/环氧树脂(EP)/2,2′二烯丙基双酚A(DBA)/纳米SiO2复合材料的耐热性能、力学性能和吸水性能的影响。结果表明,当纳米SiO2的含量为2.0 %(质量分数,下同)时,BMI/EP/DBA/纳米SiO2复合材料具有较高的强度和良好的韧性,其拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度比BMI/EP/DBA复合材料分别提高了22.8 %、39.0 %和37.8 %;同时,纳米SiO2含量为 2.0 %时,BMI/EP/DBA/纳米SiO2复合材料具有优异的耐热性,其玻璃化转变温度、初始热分解温度和最大热分解温度分别为204、 410、451 ℃。     

纳米Si3N4／PP复合材料的力学性能研究

研究了纳米氮化硅（Si3N4）粒子对其填充的聚丙烯（PP）力学性能的影响,结果发现纳米Si3N4/PP复合材料的力学性能表现出了许多与常规纳米粒子改性PP的不同之处。复合材料的拉伸强度随纳米Si3N4粒子含量增加而基本呈直线上升趋势,而冲击强度变化不大,纳米Si3N。粒子对PP并无明显增韧效果;少量（5％）纳米Si3N4粒子便能显著提高复合材料弯曲强度。     

热致性液晶/埃洛石纳米管/尼龙66导热原位混杂复合材料的结构与性能

采用熔融共混方法制备了热致液晶聚合物(TLCP)/埃洛石纳米管(HNTs)/尼龙66(PA66)原位混杂复合材料,研究了其导热性能、力学性能及微观形态。结果表明:在实验范围内,复合材料的导热性能及力学性能均随着HNTs含量的增加而提高,当HNTs质量分数增至40%时,复合材料的导热系数、热变形温度、拉伸强度、弯曲强度及弯曲模量分别提高了134%、144%、15.3%、31.9%、231%;扫描电子显微镜(SEM)显示,TLCP及HNTs均能在基体中均匀分散,并能观察到TCLP所形成的沿纤维轴方向取向的微纤及HNTs所形成的导热网链。     

剑麻纤维与晶须混杂增强聚丙烯复合材料

采用熔融共混和注塑成型方法制得了剑麻短纤维(SF)和CaSO4晶须混杂增强聚丙烯(PP)复合材料，研究了复合材料的热性能、微观结构和力学性能。结果表明，晶须提高了复合材料的热稳定性，阻碍了PP的结晶，降低了复合材料中PP相的结晶度和结晶速率；SF和晶须提高了复合材料的模量和韧性，但由于混杂增强复合材料弱界面键合的制约，晶须的高强性能并没有在复合材料中充分表现出来。