氮化硅/碳纤维/环氧树脂复合材料的制备研究

采用高温模压成型法制备氮化硅/碳纤维/环氧树脂导热复合材料(SiN/CF/EP)。研究了34SiN用量和表面改性对SiN/CF/EP复合材料导热性能、导电性能和力学性能的影响。结果表明,复合材料3434的导热性能随SiN质量分数的增加而增大,当SiN质量分数为40%时,导热率为1.02W/mK;而3434SiN/CF/EP复合材料的导电率随SiN质量分数的增加而呈线性降低;力学性能则随SiN质量分数的增加先343434增大后降低。表面改性有助于进一步提高SiN/CF/EP复合材料的导热性能和力学性能。34     

等规聚丙烯/针状硅灰石复合材料性能的研究

将针状硅灰石、马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)和等规聚丙烯(iPP)经双螺杆挤出机熔融共混,制备了iPP/硅灰石复合材料。研究了共混工艺条件、PP-g-MAH和硅灰石用量对iPP/硅灰石复合材料力学性能和熔体质量流动速率的影响;用光学显微镜和扫描电子显微镜分别观察了硅灰石共混前后的形貌和iPP/硅灰石复合材料冲击试样断面的形貌。实验结果表明:硅灰石采用侧喂料和较低的螺杆转速,可以提高iPP/硅灰石复合材料力学性能。随着硅灰石质量分数的增加,复合材料的力学性能提高。在PP-g-MAH质量分数为1%,硅灰石质量分数为30%时,iPP/硅灰石复合材料力学性能最好。     

针状硅灰石/尼龙6复合材料的制备和性能研究

将针状硅灰石和尼龙6经双螺杆挤出机熔融共混,制备了硅灰石/尼龙6复合材料。研究了硅烷偶联剂种类、偶联剂质量分数、共混工艺条件和硅灰石质量分数对复合材料性能的影响。用光学显微镜和扫描电子显微镜分别观察了硅灰石共混前后的形貌和硅灰石/尼龙6复合材料冲击试样断面的形貌。结果表明:用KH-550预处理的硅灰石比KH-560预处理的硅灰石制备的硅灰石/尼龙6复合材料的力学性能好。硅灰石采用侧喂料和较低的螺杆转速制备硅灰石/尼龙6复合材料,可以提高硅灰石/尼龙6复合材料的力学性能。随着硅灰石质量分数的增加,复合材料的力学性能提高。     

PF/玄武岩纤维/CNTs复合材料的研究

利用碳纳米管(CNTs)对酚醛树脂(PF)/玄武岩纤维(CBF)复合材料进行改性.研究了CNTs含量对PF/CBF复合材料力学性能和烧蚀性能的影响.研究表明,CNTs的加入能明显提高复合材料的力学性能,当CNTs质量分数为1.5％时,复合材料的弯曲强度最大,较未加入CNTs的复合材料提高约39.5％;当CNTs质量分数...     

原位聚合法制备热塑性聚氨酯/多壁碳纳米管复合材料及其性能研究

采用原位聚合法制备了热塑性聚氨酯/多壁碳纳米管(TPU/MWNT)复合材料,利用热重分析(TGA)、体积电阻率测试、维卡软化点测试、力学性能测试,研究了多壁碳纳米管(MWNT)质量分数对复合材料热稳定性、导电性以及力学性能的影响。结果表明,经酸化处理的MWNT可以显著提高复合材料的热稳定性和力学性能,质量分数为0.8%的TPU/MWNT复合材料具有最优异的热稳定性和力学性能。同时,一定含量的MWNT能够搭建三维网络结构,使材料的导电性和耐热性也得到了显著提高。     

聚丁烯/有机蒙脱土复合材料的阻隔性能研究

通过熔融共混法制备了聚丁烯/有机蒙脱土(PB/OMMT)复合材料,研究了不同的OMMT质量分数对复合材料阻隔性能和力学性能的影响,并通过吸油值进行阻隔性能的表征。结果表明,加入质量分数为1%的OMMT对复合材料的力学性能影响最小,且拉伸强度有所提高,但阻隔性能并无改善,随着OMMT质量分数的增加,复合材料的阻隔性能和力学性能均有所下降,但当加入质量分数为7%的OMMT时,阻隔性能明显得到提高。由X射线衍射仪(XRD)分析和扫描电子显微镜(SEM)观察研究复合材料的结晶性能和层状形貌可知,当加入质量分数为7%的OMMT时,PB的异相成核增多,OMMT的间距更易被拉开,形成插层结构,有利于阻隔性能的提高。     

蒸汽爆破预处理对LDPE／棉皮纤维复合材料力学性能的影响

采用蒸汽爆破预处理过的棉皮作为增强纤维,通过模压成型制备LDPE/棉皮纤维复合材料,研究了爆破压力、棉皮纤维质量分数对LDPE/棉皮纤维复合材料力学性能的影响.实验结果表明,该复合材料的力学性能得到了改善,当压力为1.8 MPa、棉皮纤维质量分数为35%时,所获得的拉伸强度和弯曲强度为最佳.     

基于非连续碱处理的剑麻纤维增强聚乳酸复合材料的制备和力学性能

提出了一种新的纤维表面处理方法———不完全化学处理法。以该方法制备的非连续碱处理剑麻纤维(DASF)作为增强纤维,通过开炼压制制备了DASF/聚乳酸(PLA)复合材料。对比了未处理剑麻纤维(SF)、连续碱处理剑麻纤维(CASF)以及DASF制得的PLA复合材料力学性能,并通过扫描电镜(SEM)、体视显微镜对试样进行观察分析。研究了DASF长度与直径的变化,以及非连续碱处理方法、DASF质量分数对复合材料结构和性能的影响。结果表明,DASF/PLA复合材料中,纤维的长度多分布在1.6～3.1 mm范围内,直径小于SF而大于CASF。相比于连续碱处理,非连续碱处理可以进一步提高复合材料力学性能。纤维质量分数会影响DASF/PLA复合材料的力学性能,当纤维质量分数为30%时,DASF/PLA复合材料的力学性能最优。     

竹纤维质量分数对PCL/PLA/竹纤维复合材料性能的影响

将竹纤维(BF)与聚己内酯(PCL)、聚乳酸(PLA)熔融共混,通过模压工艺制备了PCL/PLA/BF增强复合材料。研究了BF质量分数对该复合材料力学性能、热稳定性以及熔融结晶行为的影响。结果表明:随着BF质量分数的增加,PCL/PLA/BF复合材料的冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率均先增大后减小,并均在BF质量分数为40%时达到最大值,分别为11.26 k J/m2、12.68 MPa和5.2%;BF质量分数对PCL/PLA/BF复合材料的热稳定性无明显影响;BF的加入使得复合材料中PCL、PLA共混物的玻璃化转变温度降低,但不同BF质量分数的复合材料玻璃化转变温度变化不大;BF的加入使得复合材料结晶温度小幅提升,但结晶峰强度随着BF质量分数的增加而逐渐减弱。     

PA6/CF/EG导电复合材料的制备与性能

采用熔融共混法制备了不同碳纤维/热膨胀石墨(CF/EG)比例的尼龙6/碳纤维/热膨胀石墨(PA6/CF/EG)导电复合材料并研究其性能。结果表明,CF的加入能显著提高复合材料的力学性能;而随着EG含量的提高,复合材料的导电性能和导热性能显著提高,但力学性能在一定程度上得到降低。当CF质量分数为20%时,复合材料具有最优的力学性能,当EG质量分数为20%时,复合材料体积电导率可显著提高至0.262 S/m,热导率可达1.3379W/(m·K)。     

纳米石墨片/环氧树脂复合材料的制备及性能

分别采用低温固化剂和高温固化剂制备了纳米石墨片/环氧树脂复合材料。通过电阻测试仪和材料试验机研究了纳米石墨片的含量对复合材料导电性能和力学性能的影响规律,并将溶液混合法与直接混合法制备的复合材料的性能进行对比,同时比较了纳米复合材料的性能与微粉石墨/环氧树脂复合材料的性能。结果表明,溶液混合法制备的复合材料逾渗阈值更低,可得到填料质量分数达60%、体积电阻率为0.0085 Ω·cm的纳米复合材料。当填料质量分数高于4%时,纳米复合材料的力学性能低于微粉复合材料。     

纳米ZnO改性PLA/PBS及其发泡体系的性能

采用熔融共混法制备了纳米氧化锌(ZnO)填充聚乳酸/聚丁二酸丁二酯(PLA/PBS)复合材料。研究了ZnO质量分数对复合材料的力学性能、结晶性能以及动态流变性能的影响。结果表明,随着ZnO含量的增加,复合材料的力学性能和结晶度先升高后降低,当ZnO质量分数为0.5%时,复合材料的拉伸强度和冲击强度分别达到最大值40.99 MPa和8.82 k J/m~2,比未添加ZnO时分别提高了6.3%和28.2%,同时结晶度达到24.4%。动态流变性能测试表明,ZnO的质量分数为0.5%时,复合材料的损耗模量和储能模量均为最大值,反映出此时复合材料内部氢键和交联网络最完善,协同作用效果达到最佳状态,因此力学性能也最优。在ZnO质量分数为0.5%的基础上,采用超临界二氧化碳发泡法对复合材料进行间歇发泡,结果显示添加ZnO的发泡材料泡孔密度比未添加的高出一个数量级,泡孔尺寸分布更加集中,体积膨胀率更高。     

SEBS-g-MAH对LDPE/PS复合材料性能的影响

通过熔融共混制备低密度聚乙烯/聚苯乙烯/马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(LDPE/PS/SEBS-g-MAH)复合材料,研究了SEBS-g-MAH质量分数对复合材料的力学性能和流变性能的影响。结果表明,SEBSg-MAH的加入有效改善了LDPE/PS的相容性,提高了复合材料的力学性能。当SEBS-g-MAH质量分数为7%时,复合材料的冲击强度、拉伸强度、断裂伸长率分别较未添加SEBS-g-MAH提高了4. 5倍左右、64%、400%。同时,在相同的角速度ω下,随着SEBS-g-MAH的质量分数增加,LDPE/PS/SEBS-g-MAH复合材料的G'、G″高于LDPE/PS共混物,而tanδ要小于LDPE/PS共混物。Cole-Cole曲线图表明,SEBS-g-MAH质量分数为7%时,复合材料的相容性最好,这与SEM结果相一致。SEBS-g-MAH的加入,使得复合材料中LDPE的结晶温度升高,由于异相成核的作用,晶体变小,使得复合材料的韧性提高。     

连续玄武岩纤维平纹布增强碳纳米管改性酚醛树脂复合材料的研究

采用碳纳米管(CNTs)对S-157树脂基体进行改性,同时研究了不同分散工艺和CNTs质量分数(质量含量)对复合材料力学性能和烧蚀性能的影响。研究结果表明:使用CNTs对S-157酚醛树脂进行改性,采用球磨分散和超声分散相结合的分散工艺,可以明显提高CNTs/CBFTC/S-157PR复合材料的力学性能,但其烧蚀性能略有降低;当CNTs质量分数为0.5%时,CNTs/CBFTC/S-157PR的弯曲强度和压缩强度最大;当CNTs质量分数为1.5%时,CNTs/CBFTC/S-157PR的拉伸强度最大。     

不同结构的含硅芳炔树脂共混改性研究

含硅芳炔(PSA)树脂是一种新型耐高温树脂,固化后具有优良的力学性能和透波性。PSA树脂一般采用格氏试剂法制备,该方法制备的PSA(PSA-G)树脂固化后交联密度高,脆性较大。锌粉催化法是一种新型、高效的PSA合成方法。该方法合成的PSA(PSA-Zn)树脂末端含有部分烯键,树脂粘度低,交联密度小,脆性相对较小,但耐热性相对PSA-G树脂有所降低。采用PSA-G共混PSA-Zn得到改性树脂,研究了改性树脂的固化工艺、粘度、耐热性以及PSA-Zn质量分数为70%的改性树脂复合材料和树脂浇铸体的力学性能。研究结果表明PSA-Zn含量为70%的共混树脂粘度较低,为122m Pa·s;热分解5%时的温度(Td5)达564℃,耐热性较好;复合材料具有良好的力学性能,浇铸体弯曲强度比PSA-G提高了11%。     

尼龙66/煤系高岭土复合材料的制备及性能研究

采用熔融共混法制备了尼龙66/煤系高岭土复合材料,研究了不同高岭土表面处理法和偶联剂用量对复合材料力学性能、颜色和流变性能的影响。结果表明,用不同偶联剂对高岭土进行表面改性处理,均可提高复合材料的冲击韧性,且以KH–550偶联剂质量分数为1.5%时复合材料综合力学性能最佳。随着偶联剂KH–550用量增加,复合材料的颜色由黄黑逐渐变亮白,熔体流动速率(MFR)增大,当KH–550质量分数为1.5%时,复合材料的MFR为14.6 g/10 min,具有很好的流变性能。     

纳米二氧化钛对竹粉/PVC抗菌性能的影响

制备了添加不同纳米二氧化钛(TiO2)含量的竹粉/聚氯乙烯(PVC)复合材料,研究纳米TiO2对复合材料力学性能和抗菌性能白子影响,结果表明,纳米TiO2能显著提高复合材料的力学性能,且赋予材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌很好的抗菌性能;当纳米TiO2质量分数为1.2%时,复合材料的抗菌率大于90%,抗菌效果显著;当纳米TiO2质量分数为1.6%时,复合材料的抗菌率均超过了99%,且复合材料具有良好的抗菌长效性.     

芦苇纤维增强低密度聚乙烯复合材料力学性能研究

以芦苇纤维作增强剂,制备了低密度聚乙烯(PE-LD)/芦苇纤维复合材料,研究了芦苇纤维、马来酸酐接枝低密度聚乙烯(PE-LD-g-MAH)及硅灰石的含量对PE-LD/芦苇纤维复合材料力学性能的影响.结果表明,未加入增容剂PE-LD-g-MAH时,随芦苇纤维含量的增加,复合材料的拉伸强度和弯曲强度先略有增加而后降低,冲击强度则呈下降趋势;PE-LD-g-MAH提高了复合材料的拉伸强度和弯曲强度,当PE-LD-g-MAH质量分数为10％时,复合材料的力学性能最好;硅灰石及芦苇纤维的质量分数分别为10％和20％时,复合材料具有较好的力学性能.     

二氧化钛对聚氨酯抗紫外性能影响的研究

采用二氧化钛(Ti O2)为光稳定剂,制备了Ti O2/聚氨酯(PU)复合材料,并通过红外光谱分析和力学性能测试研究了紫外老化时间对纯PU材料和Ti O2/PU复合材料分子结构以及力学性能的影响。结果表明,纯PU分子链中醚键发生了氧化降解,老化后的纯PU力学性能降低。而Ti O2/PU复合材料的拉伸强度和扯断伸长率均有不同程度的提高,当Ti O2质量分数为5%~10%时,力学性能达到最佳,随着Ti O2用量的增加,Ti O2/PU复合材料的氧化降解程度逐渐减弱,材料黄变指数逐渐降低,当Ti O2质量分数为20%时,黄变指数降幅达41.5%。     

预膨胀法制备有机粘土/NBR纳米复合材料力学性能与微观结构的研究

采用预膨胀法制备有机粘土/丁腈橡胶（NBR）纳米复合材料,研究了预膨胀剂丙烯酸不同用量和其在有机粘土中不同质量分数对复合材料的力学性能和微观结构的影响。结构表明,丙烯酸用量为1g有机粘土/4mL丙烯酸和其在有机粘土中的质量分数为30%时,所制备的有机粘土/NBR纳米复合材料各方面性能达到最优。