灾后重建用板房夹层泡沫聚苯乙烯的回收与改性

在四川"5·12"抗震救灾期间,地震灾区共建设板房62.5×104套,其中成都约有19×104套.按照灾后恢复重建和城市建设规划,数十万套活动板房将逐步拆除或回收利用,为了有效地回收利用板房夹层泡沫聚苯乙烯,以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)作为增容剂,通过乙烯-辛烯共聚物(POE)和不同分子量的高密度聚乙烯(HDPE)来协同增韧回收废旧聚苯乙烯(rPS).通过rPS/POE/HDPE/SBS四元体系制得的废旧PS复合材料的冲击强度为12.6 kJ/m2,拉伸强度为25.2 MPa,可以替代高抗冲聚苯乙烯(HIPS)使用,具有很好的经济效益和环境效益.通过添加复配抗老化配方,复合材料的抗紫外老化和抗热氧老化性能均得到提高,大大延长了复合材料的使用寿命.     

灾后重建用板房夹层泡沫聚苯乙烯的回收与改性研究

在四川“5•12”抗震救灾期间,地震灾区共建设板房62.5万套,其中成都有19万多套。按照灾后恢复重建和城市建设规划,数十万套活动板房将逐步拆除或回收利用,而如何回收利用板房泡夹层泡沫聚苯乙烯是一个重要的研究课题。本文以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）作为增容剂,通过乙烯-辛烯共聚物（POE）和不同分子量的高密度聚乙烯（HDPE）来协同增韧回收废旧聚苯乙烯（rPS）。通过rPS/POE/HDPE/SBS四元体系制得的废旧PS复合材料的冲击强度为12.6 kJ/m2,拉伸强度为25.2 MPa,可以替代高抗冲聚苯乙烯（HIPS）使用,具有很好的经济效益和环境效益。而添加复配抗老化配方后,复合材料的抗紫外老化和抗热氧老化性能均得到提高,大大延长了复合材料的使用寿命。     

电子废弃物中ABS 的增韧增强改性

利用nano-CaCO_3和硅烷偶联剂KH-550,通过熔融共混法对电子废弃物中ABS进行了增韧增强改性,并对再生ABS复合材料的微观结构和力学性能进行了研究。结果表明,与单独添加nano-CaCO_3对比,添加KH-550偶联剂后,nano-CaCO_3分散得更均匀,团聚明显减少;在拉伸强度方面,与废弃ABS相比,单独添加nano-CaCO_3的情况下,添加量为3%时,再生ABS复合材料的拉伸强度提高10.7%,在加入0.5%偶联剂KH-550的情况下,nano-CaCO_3添加量为5%时,拉伸强度提高17.7%;在冲击强度方面,单独添加nano-CaCO_3时,添加量为1%时,再生ABS复合材料的无缺口冲击强度提高3.8%,在加入0.5%偶联剂KH-550的情况下,nano-CaCO_3添加量为3%时,无缺口冲击强度提高35%。总之,在加入偶联剂的情况下,再生复合材料的力学性能会有更大幅度的提高,但相对应的nano-CaCO_3添加量更大一些。     

改性碳纳米管/高密度聚乙烯复合材料正温度系数性能

以高密度聚乙烯(HDPE)为基体,改性的碳纳米管(CNTs)为导电填料,采用熔融法制备正温度系数(positive temperature coefficient,PTC)复合材料。通过扫描电子显微镜和热敏电阻曲线测试仪以及冲击试验机等,观察CNTs/HDPE复合材料的微观形貌,研究PTC效应随CNTs含量变化规律及对力学性能的影响。结果表明:CNTs在HDPE基体中分散性较好;当CNTS含量在体积分数为9%时,CNTs/HDPE复合材料的室温电阻率为102?·cm,PTC强度达4个数量级;HDPE基体中加入经过表面修饰过的CNTs后,复合材料的力学性能明显提高。当CNTs的体积含量在8%时,复合材料的冲击性能较纯HDPE提高了93%。     

偶联剂对小麦秸秆/PP复合材料力学性能的影响

通过接触角测量仪测试KBM-403偶联剂处理前后秸秆表面的亲水性,并利用扫描电镜观测秸秆表面形貌,用X光电子能谱对秸秆改性前后元素种类和含量进行表征。采用热压成型法制备了小麦秸秆/聚丙烯（PP）复合材料,研究浓度为1%、4%、7%、10%的KBM-403偶联剂处理小麦秸秆后,对于秸秆/PP复合材料力学性能的影响,研究结果表明：偶联剂处理后,秸秆表面疏水性增强,观测到表面形成薄膜。随着偶联剂浓度的增加,秸秆/PP的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度呈先增大后减小的趋势。当偶联剂的浓度为1%时,拉伸强度和弯曲强度达到最大,分别为6.69 Mpa、12.74Mpa。当偶联剂浓度为4%时,其冲击强度达到最大为19.65KJ/m2。     

SAPO-34 分子筛改性聚丙烯复合材料性能研究

不同添加量的 SAPO-34 分子筛作为添加剂, 对聚丙烯材料进行改性。通过挤出注塑制备出 SAPO-34 分子 筛聚丙烯复合材料。采用示差同步扫描热分析仪 (TG-DSC)、X 射线衍射仪 (XRD)、扫描电子显微镜 (SEM) 等对改 性前后的聚丙烯复合材料的结构进行表征, 并通过万能材料试验机和摆锤式冲击试验机等研究了复合材料的力学性 能。研究结果表明: SAPO-34 分子筛的添加对聚丙烯材料的力学性能具有显著的提升作用, SAPO-34 分子筛添加量 在 5% 时可达到最大的拉伸与冲击强度, 最大拉伸强度可达 1 171 N, 相比纯聚丙烯材料提高了 14.5%; 最大冲击强 度可达 6.39 kJ/m², 提高了 47.2%。     

碳纳米管/SBS复合改性沥青制备工艺的研究

利用碳纳米管(CNTs)改善苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青性能,在高性能沥青材料制备方面具有广泛应用前景,而制备工艺是提升其性能的重要手段。文章通过研究CNTs种类、掺量及添加方式等关键工艺对CNTs/SBS复合改性沥青性能的影响规律,提出其复合改性沥青的最佳制备工艺。结果表明:羟基化CNTs(CNTs-OH)对SBS改性沥青性能改善最佳,羧基化CNTs次之;随着CNTs-OH掺量的增加,SBS改性沥青软化点随掺量增加而增大,针入度、延度则均呈先增后降的趋势,当CNTs为0.2%时为最佳;超声振荡和直接搅拌对SBS改性沥青针入度分级体系的技术指标改善最明显,而超声振荡获得复合改性沥青低温劲度模量最小,且对劲度模量变化率无显著影响,因此超声振荡工艺为最佳方式。     

碳纳米管对SBS改性沥青流变性能的影响研究

碳纳米管(CNTs)直接机械共混分散在苯乙烯—丁二烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青中,极易发生团聚,选择合适的添加方式是改善SBS改性沥青流变性能的关键。文章采用超声共混法,通过动态剪切流变试验、真空减压毛细管法、弯曲梁流变试验及拉曼光谱试验,分析CNTs对SBS改性沥青流变性能及组分间相互的影响。结果表明:随着CNTs掺量增加,SBS改性沥青动力黏度增加,累计应变减小,劲度模量略有降低,但m值增大,说明以超声共混法添加CNTs对SBS改性沥青高低温性能的改善是有利的;SBS改性沥青中添加CNTs,可提高其疲劳寿命;随着CNTs掺量增加,CNTs与SBS、沥青组分间的相互作用越强,SBS改性沥青的流变性能越好。     

反应挤出制备聚丙烯基三元共混物

在聚丙烯中添加了聚苯乙烯及苯乙烯-丁二烯-苯乙烯以改善其力学性能,分别利用简单共混法和反应挤出法制备了聚丙烯/聚苯乙烯/苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元共混物,并对它们的力学性能及微观形貌进行了研究. 实验表明,与简单共混制备的三元共混物相比,反应挤出制备的三元共混物拥有更高的拉伸强度、弯曲模量及冲击强度. 当聚丙烯,聚苯乙烯和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的质量比为80∶20∶5时,反应挤出三元共混物的综合性能最好,其拉伸强度为34.8 MPa,弯曲模量为1 396.7 MPa,冲击强度为4.3 kJ/m2. 对反应挤出三元共混物的微观形貌进行观察,发现其分散相尺寸明显减小,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯包覆在聚苯乙烯表面,形成核壳粒子分散在基体内.     

碳纳米管/地质聚合物复合材料的制备及性能研究

为了改善地质聚合物(GP)的电学性能,以酸化碳纳米管(CNTs)为增强剂、高岭土为原料、水玻璃和氢氧化钠为碱激发剂,制备了碳纳米管/地质聚合物复合材料(CNTs/GP)。采用红外光谱仪、扫描电子显微镜及X-射线衍射仪表征复合材料的组成和微结构;采用热重分析仪测试复合材料的热稳定性;采用抗压强度测试和四探针法研究CNTs对复合材料的抗压强度和电导率的影响。CNTs的添加未影响GP的凝胶相结构。但CNTs与基体之间差的相容性在复合材料里产生了大量孔隙,降低了复合材料的抗压强度。CNTs的添加显著改善了GP的导电性,当CNTs的质量分数为5%时,CNTs/GP的电导率为8.6×10~(-6)S/cm。因此,适量添加CNTs,能使GP在保持较高的抗压强度的同时,具有较好的导电性能,可以应用于抗静电材料领域或电子元器件领域。     

纳米ZnO/PP复合材料性能研究

以钛酸酯偶联剂对不同粒径的纳米ZnO粒子进行表面处理 ;采用熔融共混工艺制备了纳米ZnO/PP复合材料 ;并对复合材料力学性能及其结晶性能进行研究。结果表明 :偶联剂改善了复合材料的力学性能 ;平均粒径为 80nm的纳米ZnO质量分数为 4 %时 ,其复合材料的综合性能相对较好 ,复合材料的冲击强度、拉伸强度和弯曲强度均得到不同程度的提高 ;纳米ZnO具有异相成核作用 ,能够起到细化PP球晶的作用。     

煤矸石粉填充聚丙烯复合材料的性能研究

采用熔融共混法制备了煤矸石粉填充的聚丙烯(PP)复合材料,并加入聚丙烯-马来酸酐接枝物(PP-g-MA)进行改性,研究了二元(PP+煤矸石粉)及三元(PP+煤矸石粉+PP-g-MA)复合材料的熔体流动性、力学性能和断裂行为.结果表明:煤矸石粉质量分数小于30%时,对二元复合材料的拉伸屈服强度和熔体流动性影响不大;PP-g-MA质量分数为3%左右时,能够提高三元复合材料的拉伸强度和冲击强度;PP-g-MA质量分数增大至5%时,三元复合材料的比基本断裂功明显高于二元复合材料.     

三维泡沫状石墨烯/乙丙橡胶复合材料的制备及其性能

为提高乙丙橡胶(EPR)的力学性能,由氧化石墨烯(GO)经过水热反应制备出大尺寸的三维泡沫状石墨烯(GF),然后将一定量的乙丙橡胶的氯仿溶液分别浇入不同量的GF中并将溶剂蒸干后,通过直接冷压和双螺杆挤出机制备出不同质量分数的三维泡沫状石墨烯/乙丙橡胶(GF/EPR)复合材料;采用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对GF和复合材料结构进行表征,并考察了GF的添加量以及直接冷压和双螺杆挤出机两种加工方式对复合材料的力学性能影响.结果表明:GF的加入能显著提高复合材料的拉伸强度.当GF的质量分数小于1%时,通过冷压制备的材料拉伸强度和断裂伸长率提升明显.其中,GF的质量分数为0.5%,其拉伸强度提高了1.9倍,而且其断裂伸长率也增加了28.6%.当GF添加质量分数≥5%,经双螺杆挤出共混后,复合材料具有更高的拉伸强度,但是GF添加质量分数≤3%的复合材料的拉伸强度和断裂伸长率都下降很多.     

Al(OH)_3对SEBS/PP/OMMT插层复合体系性能的影响

通过熔融共混法制备了氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SEBS)/聚丙乙烯(PP)/Al(OH)3/有机蒙脱土(OMMT)复合材料,并采用锥形量热仪、拉伸测试仪等测试了材料的阻燃性能和力学性能。测试结果表明,添加Al(OH)3,使SEBS/PP/OMMT复合材料的热释放速率、峰值热释放速率和总热释放显著降低,且随着Al(OH)3添加量的增加,复合材料的峰值热释放速率降低愈明显;体系中OMMT和Al(OH)3添加量(质量分数)均在10%时复合材料的综合性能最佳。     

SBS增容LDPE/WGRT TPE的Mullins效应及其可逆回复行为

采用熔融共混法制备了系列低密度聚乙烯(LDPE)/废旧轮胎胶粉(WGRT)共混物,以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)为增容剂制备了系列热塑性弹性体(TPE),并研究了两体系的力学性能、压缩Mullins效应及可逆回复行为。结果表明:与未增容体系相比,SBS增容后系列TPE的拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度均显著提高;在单轴循环压缩过程中,两体系均表现出明显的Mullins效应,但增容后体系的瞬时残余应变、内耗、阻尼因子(tanδ)和应力软化因子均显著下降,表明高弹性获得改善;升温可改善Mullins效应的回复行为,且最佳温度为100℃,SBS增容也可提升回复能力。     

纳米碳酸钙对回收丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物性能的影响

利用熔融共混方法制备出纳米碳酸钙/回收丙烯腈-丁二烯-苯乙烯复合材料,采用偶联剂对纳米碳酸钙表面改性,或加入增容剂马来酸酐接枝(丙烯腈/苯乙烯)共聚物(AS-g-MAH),得到力学性能较好的纳米碳酸钙/回收丙烯腈-丁二烯-苯乙烯复合材料.研究了纳米碳酸钙含量、偶联剂、增容剂AS-g-MAH对回收丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)力学性能的影响.实验结果表明:与新料ABS相比,回收的ABS性能有所下降.纳米碳酸钙含量为ABS质量的2%,硅烷偶联剂含量为纳米碳酸钙质量的5%,或增容剂AS-g-MAH为纳米碳酸钙质量的2%时,回收ABS的力学性能最佳.扫描电镜显示加入增容剂AS-g-MAH后,纳米碳酸钙粒子能均匀混合在回收ABS中,且粒径分布较窄,分散性好;无增容剂时有纳米碳酸钙团聚粒子出现.     

HIPS/改性氢氧化镁晶须复合材料的流变性能

采用乙烯基硅烷在氢氧化镁品须(MH)表面引入乙烯基后与苯乙烯进行原位聚合,制备了苯乙烯原位聚合改性氢氧化镁(MMH)晶须.将改性前后的MH分别与高抗冲聚苯乙烯(HIPS)熔融复合制备了不同的HIPS/MH复合材料,采用扫描电镜和毛细管流变仪研究了复合材料的形态结构和流变性能.结果表明HIPS/MH复合材料为剪切变稀的非牛顿流体,其表观黏度、非牛顿指数大于纯HIPS.随着填充量的增加,HIPS/MH复合材料表观黏度增大,非牛顿指数总体上也表现出增大的趋势.苯乙烯原位聚合改性MH晶须能改善了其与HIPS的界面粘接,降低HIPS/MH复合材料的粘流活化能.     

火山灰-SBS、胶粉-SBS和SBS改性沥青压缩变形行为及机理

对火山灰-SBS(苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物)复合改性沥青混合料,橡胶粉-SBS复合改性沥青混合料和SBS改性沥青混合料在不同温度条件下的压缩变形行为进行了系统研究,揭示了上述3种沥青压缩变形的微观机制。分别在40、25、20、0、-20和-40℃,采用压缩试验测试沥青混合料样品在静压力作用下的力学性能。研究结果表明:在20℃以上时,添加火山灰和橡胶粉可以明显提高SBS改性沥青的压缩性能,其中添加火山灰样品的压缩强度提升了30%。在0、-20℃时,SBS在提高压缩强度中起主导作用,SBS改性沥青混合料样品的压缩强度则优于复合改性样品,但在-40℃时,火山灰颗粒改善了沥青胶浆的收缩性能,显著提高了复合改性沥青混合料的压缩性能。     

弹性体对废弃聚苯乙烯/生物质复合材料性能的影响

将可回收的生物质(花生壳纤维、秸秆纤维、芦苇纤维)与废弃聚苯乙烯(PS)熔融共混,制备了废弃PS/生物质复合材料。通过力学性能、加工流动性能分析,优化了生物质纤维种类和用量。比较了弹性体氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)和三元乙丙橡胶(EPDM)对废弃PS/生物质复合材料力学性能的影响。结果表明,选择芦苇纤维,芦苇与聚苯乙烯质量比为30∶50时,复合材料的力学性能比添加其他两种纤维的复合材料更好。添加弹性体SEBS和EPDM后,废弃聚苯乙烯/芦苇纤维复合材料的冲击强度分别提高了36.1%、6.56%,SEBS更有利于复合材料韧性的提升。废弃聚苯乙烯/芦苇复合材料中加入弹性体SEBS、EPDM后,最大分解温度分别提高了2.76%和2.57%,500℃的残炭率分别提高了109%和3.99%。最大分解速率分别下降了0.44%/℃和0.34%/℃,表明弹性体有利于提高废弃PS/芦苇复合材料的高温热稳定性。     

MCC填充PP的工艺探究

主要研究MCC的填充量,PVA的用量及偶联剂的用量对复合材料力学性能的影响,比较经分散剂处理前后MCC的分散情况,并利用扫描电镜观察复合材料断面的微观结构。研究结果表明,MCC最大填充量为10%;MCC/PP复合材料加入PVA后,分散性更好,PVA用量为3%时,复合材料拉伸强度较好;硅烷偶联剂用量为1.5%时,复合材料的拉伸性能较好;铝酸酯偶联剂用量为1.5%时,复合材料的抗冲击性能较好。