辐照改性LLDPE及增容增韧作用

采用FT-IR、XRD、SEM和力学性能测试等研究了紫外辐照对线性低密度聚乙烯(LLDPE)的结构与性能的影响,以及辐照改性LLDPE的增容作用。结果表明,通过紫外辐照,在LLDPE分子链上引入了C=O和C-O等基团。辐照改性LLDPE的晶面间距没有发生变化,但是其拉伸强度和断裂伸长率下降。制备了尼龙66/辐照改性LLDPE(90/10)复合材料。辐照改性LLDPE与尼龙66之间的相容性好,辐照改性LLDPE对尼龙66具有较好的增容增韧作用。     

PA66短纤维/天然橡胶复合材料的制备及性能研究

尼龙66(PA66)短纤维具有质轻、强度高、耐热性强等优良性能,是橡胶复合材料中常用的增强材料。为改善纤维和橡胶的界面粘结,首先采用高效环保的紫外光辐照纤维表面,在此基础上接枝端羧基液体橡胶进行改性,制备了PA66短纤维/天然橡胶复合材料,考察了紫外光辐照时间对纤维及复合材料性能的影响。结果表明,紫外光辐照PA66短纤维表面4min,浸渍2g液体橡胶后,PA66短纤维/天然橡胶复合材料的100%定伸应力提高了11.3%,300%定伸应力提高了9.23%,PA66短纤维与天然橡胶复合材料的界面粘结效果得到明显改善。     

紫外辐照官能化HDPE及复合材料力学性能

研究了不同紫外光强下辐照的HDPE结构和性能变化。在相同的辐照环境温度和辐照时间下,引入HDPE分子链的C—O、C O和C ( O) O等含氧基团数量随紫外光强提高而增加,提高紫外光强加快了HDPE的官能化,但辐照HDPE中的凝胶含量也有所增加。紫外辐照不影响HDPE的晶型和晶胞参数,但会引起它的熔融温度下降、结晶度提高以及亲水性的改善,其变化幅度随紫外光强提高而加大。辐照HDPE作为增容剂加到HDPE/PVA中,提高了复合材料的力学性能。较高紫外光强下辐照的HDPE表现出更好的增容作用。      

交联聚苯乙烯/云母复合材料抗紫外老化性能研究

通过紫外加速老化试验研究交联聚苯乙烯(CLPS)和CLPS/云母复合材料的抗紫外老化性能。从力学、分子结构及耐热性能等方面探讨云母对CLPS抗紫外老化性能的影响。结果表明,随着辐照时间的延长,CLPS和CLPS/云母复合材料的拉伸强度、冲击强度和弯曲强度均呈下降趋势,CLPS/云母复合材料力学性能的保持率基本都高于CLPS,并且云母含量越大力学性能保持率越高。与CLPS/云母复合材料相比,CLPS在紫外辐照18 d后红外谱图出现明显的C=O吸收峰。热重分析表明,紫外老化后CLPS/云母复合材料的热稳定性能优于CLPS。研究结果证明掺杂云母对交联聚苯乙烯抗紫外老化性能有明显的提高。     

尼龙66短纤维增强丁苯橡胶复合材料性能研究

在丁苯橡胶基体(SBR)中添加了不同份数的尼龙66(PA66)短纤维制成PA66/SBR复合材料,并对其力学性能、导热性能进行研究,使用扫描电子显微镜(SEM)观察拉伸试样的断裂形貌。结果表明:添加了10份PA66短纤维的PA66/SBR复合材料100%定伸应力和撕裂强度提升幅度最大,分别提高了264.7%和48.47%;添加4份PA66短纤维的PA66/SBR复合材料导热系数提高幅度最大,提高了11.69%。     

对位芳纶/尼龙66的加工工艺对其力学性能的影响研究

由不同的加工工艺来研究对位芳纶/尼龙66(PPTA/PA66)复合材料的力学性能,结果表明:①随着PPTA纤维含量的增多,使用黏度较大的PA66基体进行复合时,PPTA/PA66复合材料的拉伸强度、弯曲强度都随之变大;对于冲击强度来说,PPTA纤维的加入,增加了其脆性,造成PPTA/PA66复合材料冲击强度不如原基体的冲击强度;②PPTA纤维含量在5%的情况下,当挤出机转速达到300r/min时材料的拉伸强度、冲击强度和弯曲强度出现极大值,此时的混合效果最理想;③较高的挤出温度有助于提高复合材料的拉伸强度和弯曲强度,对于冲击强度来说,PPTA/PA66复合材料冲击强度同样不如原基体的冲击强度;④PPTA纤维的长径比集中在65左右,芳纶纤维起到了增强效果。     

紫外光辐射交联甲基乙烯基硅橡胶/线性低密度聚乙烯热塑弹性体的性能

在光引发剂存在的条件下,利用紫外光对甲基乙烯基硅橡胶/线性低密度聚乙烯(MVQ/LLDPE)热塑弹性体进行辐射交联改性,通过凝胶含量、力学性能和热延伸测试,以及差示扫描量热法(DSC)和扫描电镜(SEM)分析,考察其交联特性及相关力学性能。实验结果表明,凝胶含量随光引发剂用量先增加后减小,在1%时出现极大值88%。凝胶含量随着辐照时间快速增加,当辐照时间为6s时,凝胶含量可以达到89%。随着辐照时间的延长,材料的拉伸强度显著提高,而断裂伸长率和热延伸率逐渐下降。扫描电镜(SEM)照片表明,紫外光交联提高了MVQ和LLDPE两相的相容性。差示扫描量热法(DSC)结果表明,紫外光交联可使材料的熔点从124.6℃下降到112.3℃,熔融焓由39.09 J/g下降到32.22 J/g。     

电子束辐射对玻纤/尼龙6复合材料性能的影响

利用电子束对30wt%玻璃纤维(GF)/尼龙6(PA6)复合材料进行辐射交联改性,研究了敏化剂的用量、辐射剂量等对GF/PA6复合材料的结构、力学性能、吸水性能以及热稳定性的影响,并通过SEM对复合材料的交联结构及燃烧后形成的炭层进行了观察。结果表明:当三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)含量为1wt%、辐照剂量为50kGy时,GF/PA6的拉伸强度、弯曲强度、常温及低温冲击强度分别提高了15.7%、43.2%、18.7%和17.3%;随着辐照剂量的增加,GF/PA6复合材料的交联密度不断增大;GF/PA6复合材料燃烧后会形成致密炭层,可以有效地减缓乃至消除尼龙6燃烧时形成的熔滴。     

石英纤维/纳米羟基磷灰石/聚酰胺66复合生物材料的制备和性能

用挤出法制备石英纤维(quanz fibre,QF)/纳米羟基磷灰石(nano-hydroxyapatite,n-HA)/聚酰胺66(polyamide 66,PA66)复合材料(OF/n-HA/PA66),表征了其结构、形貌、力学性能和细胞毒性。结果表明:QF均匀地分散在n-HA/PA66中,且与PA66基体存在氢键结合;复合材料的力学性能随着石英纤维含量的增加而增大,当石英纤维含量为38%时复合材料的抗拉强度为81 MPa,抗压强度为190 MPa,抗弯强度为195 MPa(比人体皮质骨的高);n-HA/PA66基体所承受的载荷传递给QF纤维,纤维轴向传递使应力迅速扩散,这种传递作用在一定程度上起到了力的分散作用,从而增强了材料承受外力作用的能力,导致材料的弯曲强度、拉伸强度等力学性能的显著提高。QF/n-HA/PA66复合材料无细胞毒性,满足承重骨修复材料的要求。     

Talc/GF复合增强PA66材料的协同效应

采用滑石粉(Talc)/玻纤(GF)作为复合增强体系,通过双螺杆挤出机制备了一系列增强尼龙66(PA66)材料。研究了Talc与GF的配比对增强PA66复合材料力学性能的影响,并用扫描电镜(SEM)和差示扫描量热(DSC)方法对复合材料的微观结构、非等温结晶过程进行了研究。研究结果表明,当PA66/Talc/GF质量配比为70/5/25时Talc与GF复合增强PA66有明显的协同效应,复合材料的拉伸强度、弯曲强度以及缺口冲击强度都明显提高。Talc和GF对PA66具有有效的异相成核作用,其加入使得结晶度增大,结晶温度升高;Talc以及GF在PA66基体中分散均匀,GF沿Talc面取向明显,相互协同形成了特殊的三维网络结构。     

三维编织复合材料的疲劳性能

研究了三维编织复合材料的疲劳性能和编织结构对疲劳性能的影响。进行了应力比为011 、实验频率为10 Hz 的拉2拉疲劳性能测试。结果表明, 三维编织复合材料的疲劳强度约为其抗拉强度的60 %～80 % , 比金属材料的疲劳强度的相对值高。编织角是影响三维编织结构复合材料疲劳性能的一个主要因素。随着编织角的增大, 疲劳过程中易出现各种损伤, 而且伴随明显的升温现象。编织角大的试件在疲劳实验过程中模量变化明显, 并且呈现逐渐升高的趋势, 这与金属材料的双模量变化规律不同。在疲劳次数为100 万次后, 试件的剩余强度高于静载拉伸强度, 这主要是由于在疲劳测试过程中, 试件内编织纱线的取向更接近受力方向所致。      

纳米羟基磷灰石/聚酰胺66仿生复合材料的非等温结晶动力学研究

用差示扫描量热仪(DSC)研究了不同比例的纳米羟基磷灰石(nano hydroxyapatite, n HA)/聚酰胺66(polyamide 66,PA66)仿生复合材料的非等温结晶行为。结果表明:(1)纳米羟基磷灰石的加入,起到了异相成核剂的作用,提高了PA66 的结晶速率,且结晶速率随纳米羟基磷灰石的含量的增加而增加,纯PA66的结晶度则随着纳米羟基磷灰石的增加而降低。(2)PA66 和复合材料的结晶峰都随降温速率的增加从高温向低温方向移动,且结晶峰变宽。(3)以Mo法进行非等温结晶数据处理,得到的F(T) 随结晶度的增加而增加,a值却几乎不随结晶度变化,表明降温速率越快,单位结晶时间达到的结晶度越高,但各降温速率下的结晶方式基本相同。     

苎麻布/聚丙烯复合材料的力学性能

利用聚丙烯及苎麻布作原料、马来酸酐接枝聚丙烯 (MAPP) 作界面增容剂, 采用模压工艺, 在175℃, 5、10、15及20 MPa四种压力下成型复合材料, 研究了MAPP质量分数、苎麻布质量分数及成型压力对复合材料力学性能的影响。复合材料的拉伸强度和弯曲强度在MAPP加入量为 3 %和 5 %时分别达最大值 46.72 MPa和 68. 43 MPa , 较无MAPP的复合材料的强度值分别提高 50. 95 %和 61. 81 %; 拉伸模量及弯曲模量因使用MAPP而增加, 但拉伸断裂伸长率却会下降。随着苎麻布质量分数增加, 复合材料拉伸强度、 拉伸模量、弯曲模量均逐渐增加; 苎麻布质量分数10 %、20 %的复合材料在较低的压力 (5、10 MPa) 下成型时 , 其拉伸强度和弯曲强度值相对更高, 当苎麻布质量分数超过20 %后, 成型压力对力学性能的影响无明显的规律。      

激光烧结尼龙12/ 累托石复合材料的结构与性能

将尼龙12 与有机累托石的混合粉末进行激光烧结成型, 利用X 射线衍射(XRD) 、差示扫描量热分析(DSC) 、扫描电镜(SEM) 等手段对烧结试样的材料结构进行了表征, 并对其力学性能及热性能进行了研究。结果表明: 尼龙12 在激光烧结过程中插入到累托石层间, 形成了尼龙12/ 累托石纳米复合材料。复合材料的力学性能及热稳定性能同尼龙12 烧结试样相比均有不同程度的提高, 有机累托石质量分数为10 %时, 复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别提高了10.7 %、15.9 %和38.7 % , 热分解温度提高了27 ℃。      

加工工艺对n-HA/PA66复合材料结晶行为和力学性能的影响

采用X射线衍射、差示量热分析和常规力学性能等测试方法研究了纳米羟基磷灰石增强聚酰胺66(n- HA/ PA66) 复合材料在不同加工条件和后处理工艺下的结晶行为和力学性能。结果表明, 提高样品的退火温度会降低纯PA66 及其复合材料中PA66 的结晶峰强度。在n- HA/ PA66 复合材料中, 基体树脂PA66 的α晶体中只有α2 的结晶峰存在,α1 的结晶峰基本消失。提高复合材料的注射压力, PA66 结晶峰的强度降低, 结晶度增加; 退火温度对材料的结晶度没有明显的影响。复合材料的结晶行为与其力学性能之间有着紧密的联系。      

两种先驱体低温裂解制备石英纤维增强氮化硅复合材料

以全氢聚硅氮烷( PHPS) 和聚甲基硅氮烷( PHMS) 为陶瓷先驱体, 通过循环浸渍和600 ℃低温裂解分别制备了三维石英纤维增强氮化硅复合材料, 对比研究了复合材料的力学性能和微观结构。结果表明: 由PHPS 制备的复合材料密度为1. 83 g/ cm3 , 气孔率10 % , 弯曲强度45. 4 MPa , 材料断口平整, 纤维基体界面结合强; 而由PHMS 制备的复合材料密度仅为1. 66 g/ cm3 , 气孔率16 % , 却具有更高的弯曲强度56. 3 MPa , 材料断面较粗糙,界面结合较弱。先驱体活性不同是导致复合材料界面结合强弱及力学性能不同的主要原因。      

工艺因素对ZrO2( f ) / PMMA PMA复合材料抗折强度的影响

以聚甲基丙烯酸甲酯聚丙烯酸甲酯( PMMA-PMA) 为基体, 钇稳定氧化锆纤维为增强相, 采用悬浮聚合的方法, 制备了氧化锆短纤维增强PMMA-PMA 义齿基托复合材料。分别研究了单体配比、引发剂用量和氧化锆纤维质量分数对复合材料性能的影响。采用万能材料试验机、扫描电子显微镜和X 射线衍射分别对材料的抗折强度和断面的微观形貌等进行了测试和表征。结果表明: 当MMA/ MA = 9∶1 (体积比) 时复合材料抗折强度达到极大值; 随着引发剂过氧化苯甲酰(BPO) 用量的增加, 复合材料的抗折强度呈现先增大后减小的趋势; 随ZrO₂纤维含量增加, 复合材料的断裂面由平整向多层断裂变化, 材料的韧性有所提高。      

马来酸酐刻蚀芳纶纤维/尼龙6复合材料的制备及性能

使用马来酸酐（MAH）对芳纶纤维（AFs）进行刻蚀处理,以期改善其与尼龙6（PA6）的界面相容性,进而提高AFs/PA6复合材料的力学性能。将不同时间梯度处理后的AFs与PA6经均匀共混、注塑制成AFs/PA6复合材料标准试样。采用FE-SEM、XPS、XRD和DSC研究了AFs表面形貌和元素含量以及AFs/PA6复合材料的冲击断面形貌、晶型、晶粒和结晶度。结果表明:经过3 h的刻蚀,AFs表面粗糙程度最大且表面含氧量最高。刻蚀AFs的加入有利于PA6晶粒细化并且形成α 晶型。相对于纯PA6,AFs/PA6复合材料试样的内部更易形成α 晶型,同时结晶度也得到提高。加入经表面处理的AFs有利于提高AFs/PA6复合材料的拉伸强度和弯曲强度,当加入刻蚀时间为3 h的AFs时,AFs/PA6复合材料的力学性能达到最佳。