PA6/POE-g-MAH/PE–UHMW材料的制备及性能

以耐热改性组分尼龙6(PA6)为基体材料,超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)为综合性能平衡组分,增韧剂马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MAH)为相容剂,制得PA6/PE-UHMW/POE-g-MAH三元复合材料。研究结果表明,POE-g-MAH的加入可改善PA6的韧性,但降低了PA6的拉伸强度,随着POE-g-MAH加入量增加,PA6断裂伸长率逐渐增加,当添加量为30%时,断裂伸长率达到最大值397%,拉伸强度为39 MPa。PE-UHMW组分不仅提高了复合材料的拉伸强度和韧性,同时改善了其耐水解性能。当PA6∶POE-g-MAH∶PE-UHMW=70∶30∶10时,断裂伸长率提高至477%,拉伸强度为42 MPa。通过扫描电子显微镜分析观察复合材料的微观形态,发现在PA6基体中POE-g-MAH和PE-UHMW形成"核–壳"结构,对PA6韧性的提高起到了协同作用。     

炭黑、微珠粉填充PE-UHMW复合材料性能比较分析

对超高相对分子质量聚乙烯(PE-UHMW)和炭黑、微珠粉填充的PE-UHMW复合材料进行了拉伸、硬度和磨损性能试验。结果表明：炭黑、微珠粉对PE-UHMW拉伸性能和摩擦磨损性能的影响不同，两种填充材料加入PE-UHMW后，复合材料的拉伸强度和断裂延伸率有不同程度的下降。炭黑的加入会使PE-UHMW的硬度下降，但可较好地改善其耐磨性，而微珠粉的加入会使PE-UHMW的耐磨性下降。     

超声辅助双螺杆机制备高密度聚乙烯/超高分子量聚乙烯复合材料及性能研究

利用超声辅助双螺杆挤出机制备高密度聚乙烯（PE-HD）/超高分子量聚乙烯（PE-UHMW）复合材料，并考察PE-UHMW含量对复合材料流变性能、结晶行为及力学性能的影响。结果表明，当PE-UHMW的含量不超过2.0 %（质量分数，下同）时，PE-UHMW在PE-HD基体内均匀分散，不存在相分离；由于PE-UHMW的相对分子质量非常大，分子链非常长，缠结程度大，其分子链松驰时间较长，有利于形成结晶前驱体，直至成核，随着PE-UHMW含量的增加，有利于成核，晶核数目明显增加，同时，PE-UHMW与PE-HD的缠结程度变大，约束了PE-HD分子链的运动，使其吸附于晶核心表面，分子链折叠排列形成结晶，最终复合材料体系的结晶度逐渐增大，片晶增厚；加入PE-UHMW后，复合材料的屈服强度、拉伸强度和断裂伸长率均明显提高。     

TiO2纳米粒子增强超高分子量聚乙烯和高密度聚乙烯复合材料的性能

利用硅烷偶联剂KH570对TiO₂纳米粒子进行表面改性,然后制备塑化超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)/TiO₂复合材料,最后通过密炼-模压法制备不同含量和粒子尺寸的TiO₂纳米粒子增强PE-UHMW/高密度聚乙烯(PE-HD)复合材料。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、差示热扫描量热仪、万能试验机、流变仪表征测试复合材料的微观结构、结晶、力学及流变性能。结果表明,低含量的Ti O₂纳米粒子(质量分数0.1%)能在聚合物基体中分散良好,使复合材料的力学性能、结晶度及流动性均有显著提升;随粒子尺寸增加,材料强度和刚度降低,断裂伸长率和熔体剪切黏度先增加后降低。然而,高含量粒子分散困难、易形成大的聚集体,导致复合材料性能下降。当TiO₂纳米粒子尺寸为5～10 nm、质量分数为0.1%时,复合材料展现出优异的力学性能和加工性能,拉伸强度和拉伸屈服强度分别高达58.21 MPa和44.53 MPa,且熔体剪切黏度下降19.7%。     

碳纤维增强PE-UHMW/木粉复合材料的力学性能

为了改善超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)的加工性能,提高其力学性能,以木粉和碳纤维为填料,制备了高填充量碳纤维增强PE-UHMW/木粉复合材料。研究了碳纤维含量对PE-UHMW/木粉复合材料弯曲性能、拉伸性能及动态热机械性能的影响。研究结果表明,加入碳纤维可提高PE-UHMW/木粉复合材料的弯曲强度及拉伸强度。拉伸强度和弯曲强度都随着碳纤维的含量的增加呈现出先增加后减小的趋势。当碳纤维质量分数为3%时,弯曲强度达到最大值,为25.2 MPa,比未加碳纤维时提高了46.5%。当碳纤维质量分数为2%时,弯曲强度达到最大值,为38.4 MPa,比未加碳纤维时提高了27.1%。随着碳纤维含量的增加,复合材料的储能模量显著提高。碳纤维的加入使复合材料的损耗因子峰值增大。     

EVA对无卤阻燃聚烯烃复合材料性能的影响

分别采用直接共混法和母料共混法向聚烯烃/氢氧化铝(镁)中添加乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)制备无卤阻燃聚烯烃复合材料,研究了母料法和乙酸乙烯酯(VA)含量对复合材料力学性能及其加工性能的影响。结果表明:随着VA含量的增加材料的断裂能和屈服强度随之提高,平衡扭矩降低,阻燃性呈现先升高后降低的趋势。当VA含量为35%时材料的断裂能值达到1.48J、屈服强度为4.54MPa、断裂伸长率为218.12%、拉伸强度则达到7.86MPa、平衡扭矩降到了14.3N·m、氧指数(LOI)达到28。采用母料法制备的复合材料共混效果优于直接法,并且与直接法制备的复合材料相比拉伸强度、断裂伸长率有很大程度地提高。     

聚丙烯/纳米钛合金复合材料力学性能的研究

将经有机化处理的纳米钛合金粉体与聚丙烯通过熔融共混制得了聚丙烯/纳米钛合金复合材料;利用XRD对聚丙烯及其复合材料的结晶形态以及复合材料中钛合金粉体的粒径进行了分析;研究了钛合金粉体对复合材料拉伸模量、拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度及屈服强度的影响。结果显示,纳米钛合金粉体的加入有利于聚丙烯基体形成具有良好冲击强度的β型晶体;在钛合金粉体用量适当时,复合材料的拉伸模量、拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度均有所提高,其中冲击强度和断裂伸长率提高尤其显著。     

PA6/BN/MgO导热复合材料的制备与性能研究

以聚酰胺6（PA6)为基体,以氮化硼（BN）、氧化镁（MgO）为导热填料制备了PA6/BN/MgO导热复合材料。固定填料含量为50%（质量分数,下同）不变,考察MgO/BN配比的变化对复合材料热导率、力学性能和熔体流动性的影响。结果表明,材料的热导率、拉伸强度和弯曲强度随着MgO/BN配比的增大而减小,冲击强度和断裂伸长率随着MgO/BN配比的增大而增大,材料熔体流动性则呈现了随MgO/BN配比的增大先增大后减小的趋势。     

煤矸石改性聚丙烯性能研究

采用熔融共混制备了不同配比的聚丙烯（PP）／煤矸石（coal gangue）复合材料,与纯PP材料相对照,分别研究了复合材料的表面电阻率、体积电阻率,热变形温度以及拉伸强度,弹性模量、硬度等力学性能。结果表明：加入煤矸石能明显降低PP的表面电阻率和体积电阻率,起到较好的抗静电效果。当煤矸石含量约为20％时．复合材料的表面电阻率和体积电阻率均达到最小,分别为2．4×10^8Ω·cm和3．8×10^8Ω·cm,抗静电效果最佳;随着煤矸石填充量的增加,复合材料的力学性能呈现先下降后上升的趋势。材料的拉伸强度和断裂伸长率均在10％时下降至最小,而复合材料的硬度则随煤矸石用量的增加逐渐增强,其综合力学性能约在煤矸石含量为15％时达到最佳值;热变形温度随煤矸石用量的增加没有明显的下降。因此煤矸石含量约为15％的PP改性复合材料可用于生产静电逸散材料。     

γ射线辐照交联改性超高相对分子质量聚乙烯的研究

采用单螺杆挤出机制备了超高相对分子质量聚乙烯(PE-UHMW)板材,并用不同剂量的γ射线对其进行辐照交联,分析不同辐照剂量和辐照后处理对其力学性能、耐热性能、摩擦磨损性能等的影响。结果表明,在一定的辐照剂量下,γ射线辐照交联可以提高PE-UHMW的凝胶率、熔点、结晶度、拉伸强度、表面硬度、热变形温度和耐磨性能;当辐照剂量为150kGy时,PE-UHMW的热变形温度提高了近40℃;但辐照交联降低了PE-UHMW的塑性,使材料的断裂伸长率降低;重新熔融后处理可以进一步提高材料的凝胶率,改善其塑性,但材料的熔点、结晶度、表面硬度、拉伸强度有所降低。     

充油SEBS/PP/PS力学性能的研究

以PP、PS为改性剂对充油SEBS进行了改性。研究结果表明:加入PP时,材料的拉伸强度、熔体流动速率和压缩永久变形增大,但其断裂伸长率迅速下降,回弹性逐渐降低;加入PS时,材料的最佳综合性能为硬度54A,拉伸强度16.75MPa,断裂伸长率740%,熔体流动速率0.159g/10min,回弹性64%。     

改性热还原氧化石墨烯/尼龙纳米复合材料的制备及性能

经溶液共混法成功制备了离子液体改性热还原氧化石墨烯/三元共聚尼龙(IL-TRGO/CO-PA)纳米复合材料,测试分析表明IL-TRGO能明显改善纳米复合材料的性能。XRD和SEM分析表明:当TRGO的含量不高于0.75%时,IL-TRGO片层可以均匀地分散在CO-PA基体中。DSC和TGA分析表明:IL-TRGO能够提高纳米复合材料的结晶温度和热稳定性,但降低了其玻璃化转变温度。力学性能测试表明:TRGO能够提高复合材料的力学性能,当TRGO含量为0.5%时,纳米复合材料的拉伸强度、屈服强度和断裂伸长率分别提高了82.1%、129%和22.7%;当TRGO含量为0.75%时,纳米复合材料的屈服强度提高了161.6%。     

PLA协同纳米CaCO3增韧PP的研究

通过熔融共混制得聚丙烯/聚乳酸/纳米碳酸钙（PP/PLA/CaCO3）复合材料,考察了PLA和纳米CaCO3对复合材料力学性能、热性能、流变性能与结晶形态的影响及其作用机理。结果表明,复合材料中形成连续空间网络结构的PLA有助于改善PP的性能,PLA含量为20 %（质量分数,下同）时复合材料综合力学性能最佳;与纯PP相比,加入PLA后的复合材料拉伸强度和冲击强度分别提高5.1 %和54.4 %,断裂伸长率降低62.5 %;纳米CaCO3通过“滚珠增韧”和“异相成核”作用明显改善复合材料力学性能,纳米CaCO3含量15 %时产生的晶粒细化作用效果最为显著,复合材料综合力学性能达到最佳,拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度分别比未添加CaCO3时提升了15.2 %、2.7 %和5.6 %。     

PTFE-纳米粒子复合材料的制备及性能研究

使用硅烷偶联剂KH560对纳米Si3N4和Al2O3进行了改性,随后将其分别填充到PTFE树脂中制备了PTFE-纳米粒子复合材料,研究了不同KH560含量对复合材料密度、硬度,力学性能及摩擦磨损性能的影响。结果表明,纳米Si3N4经质量分数6%的KH560改性后,填充制备的PTFE复合材料其拉伸强度、断裂伸长率与未经改性纳米Si3N4填充复合材料相比,磨耗量高、硬度低,但密度、摩擦系数等相差不大;纳米Al2O3分别经质量分数4%的KH560改性后,对应复合材料的拉伸强度和断裂伸长率大于未改性纳米Al2O3填充复合材料,但密度、硬度、磨耗量及摩擦系数等相差不大。     

无机填料增强改性超高相对分子质量聚乙烯的研究

采用超细白云母和针状硅灰石两种无机填料对超高相对分子质量聚乙烯(PE-UHMW)进行填充改性,并用单螺杆挤出机进行成型,研究不同用量的无机填料对PE-UHMW复合材料的力学性能、耐热性能和摩擦磨损性能等的影响。结果表明,添加适量的针状硅灰石、超细白云母均可提高PE-UHMW的拉伸强度、表面硬度、热变形温度和耐磨性,其中以超细白云母的效果最佳,针状硅灰石的效果稍差。当超细白云母的填充量为5%时,PE-UHMW的拉伸强度提高了28.7%,热变形温度提高了16℃,磨损量降低了58.3%;当云母的含量达到15%时,PE-UHMW的摩擦因数降低了26.8%。     

HDPE/改性蛭石复合材料的制备与气体阻隔性能研究

利用改性后的蛭石作为填充材料,通过熔融共混法制备了高密度聚乙烯(HDPE)/改性蛭石复合材料。研究了改性蛭石的添加量对复合材料热稳定性能、结晶性能、力学性能和氧气阻隔性能的影响。结果表明,相比纯HDPE,HDPE/改性蛭石复合材料仍能保持较好的拉伸强度,当含量为1%时拉伸强度为24.1 MPa,断裂伸长率先提高后下降,当含量为0.5%时断裂伸长率达到最高为535%;改性蛭石的加入提升了材料的韧性,当改性蛭石含量为1%时材料缺口冲击强度达到最高为45.8 kJ/m²;HDPE/改性蛭石复合材料的氧气阻隔性能明显提升,当改性蛭石含量为1%时材料的氧气阻隔性能达到最优,氧气渗透系数为6.9×10^-15 cm³·cm/(cm²·s·Pa)。     

聚衣康酰对苯二胺对聚丁二酸丁二醇酯的改性研究

通过酰氯化反应制备出衣康酰氯,再通过低温溶液缩聚反应得到聚衣康酰对苯二胺(PPIA),最后再以聚丁二酸丁二醇酯(PBS)为基体,PPIA为增韧填料,利用双螺杆挤出机熔融共混制备出不同比例的PBS/PPIA复合材料,并详细研究了不同比例复合材料的晶型结构、热稳定性、非等温结晶动力学、力学性能。结果表明:由XRD得知,PPIA的加入并未改变PBS的晶型结构,但降低了其结晶度;通过TGA得知,加入少量的PPIA对复合材料的热稳定性影响不是太大;从DSC得到,随着PPIA的加入,复合材料的Tm、Tg、Tc较之纯PBS都有所下降。由力学性能测试得知,随着PPIA含量的增加,材料的硬度没有明显发生变化,但复合材料的硬度较纯PBS有了一定的增强;材料的拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度先上升然后下降,且PPIA含量为3%时达到最大值。     

PP/MWNT复合材料的力学性能研究

采用熔融共混法制备了不同质量分数的聚丙烯/多壁碳纳米管(PP/MWNT)复合材料,研究了MWNT的含量对复合材料的拉伸强度、冲击强度等力学性能以及储能模量的影响,并利用扫描电镜研究了复合材料的微观形貌。结果显示,MWNT的质量分数为1.5%时,复合材料的拉伸强度由28.58MPa提高到32.47MPa,冲击强度由5.67kJ/m~2提高到8.85 kJ/m~2,断裂伸长率呈下降趋势,复合材料的储能模量在MWNT为2%时出现最大值;SEM图像显示MWNT的含量较低时,在PP基体中分布均匀,当MWNT的含量增大后,在PP基体中产生了缠结,形成了团聚,导致PP/MWNT复合材料的力学性能有所下降。     

CaCO_3对EPDM/PP热塑性弹性体性能的影响

在双螺杆挤出机上采用动态硫化的方法制备CaCO3改性三元乙丙橡胶/聚丙烯(EPDM/PP)共混型热塑性弹性体(TPV),研究了CaCO3添加量对热塑性弹性体拉伸性能、流动性能和邵氏A硬度的影响,并对材料进行热失重分析、差示扫描量热分析以及X射线衍射分析。结果表明:CaCO3对TPV有增强的作用,随着CaCO3含量的增加,热塑性弹性体的拉伸强度和断裂伸长率有很大提高,当CaCO3质量分数为9%时,拉伸强度、断裂伸长率、100%定伸应力与邵氏A硬度达到最大值,随后逐渐降低;CaCO3的加入增加了TPV的流动性,使其热稳定性提高,结晶温度降低,使PP的β(300)晶面消失。     

煤矸石粉填充聚丙烯复合材料的性能

研究了纯煤矸石粉及用表面活性剂处理或加入界面改性剂的煤矸石粉对两种聚丙烯(PP)的力学性能及加工流动性能的影响。结果表明：随着煤矸石粉用量的增加，PP填充复合材料的拉伸断裂伸长率和冲击强度下降．但拉伸屈服强度和加工流动性变化不大；煤矸石粉经硬脂酸处理后对复合材料的断裂伸长率、冲击韧性及加工性能有一定的改善作用；马来酸酐接枝聚丙烯能够明显提高复合材料的拉伸强度和冲击韧性。