石墨烯微片对尼龙6的改性研究

采用共混法制备尼龙6/石墨烯微片(GNPs)复合材料,研究了其导电性能、摩擦磨损性能及力学性能,并利用扫描电镜观察分析了材料磨损表面形貌,同时将其结果与炭黑(CB)体系进行了比较。结果表明,PA6/GPNs的渗滤阀值为15%(质量分数,下同),远低于PA6/CB的30%;GNPs的加入降低了材料的摩擦系数和磨损率,并在其含量为10%时达到最佳,分别降低30%和50%;提高了材料的拉伸强度、断裂伸长率、硬度,但冲击强度下降。CB的加入提高了材料的耐磨性、硬度,但摩擦性能、拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度均下降。     

预制炭黑/尼龙6纤维网络在导电高分子复合材料中的逾渗行为

通过超声法将炭黑(CB)粒子固定在静电纺丝尼龙6(PA6)纤维膜表面,制备出一系列具有不同CB含量的CB/PA6导电纤维薄膜。利用热压成型法将制备的导电纤维膜与高密度聚乙烯(HDPE)粉末热压复合,制备出CB/PA6/HDPE导电高分子复合材料(CPC)。扫描电子显微镜图片显示,CB粒子均匀地锚固在PA6纤维表面,且CB/PA6导电纤维膜在HDPE基体中形成连续的导电网络结构。研究了材料的导电逾渗行为,发现CB/PA6/HDPE复合材料的逾渗值仅为2.5%,显著低于传统的CB/HDPE复合材料的逾渗值(8.5%)。同时,由于CB/PA6/HDPE复合材料具有特殊的预制CB/PA6导电纤维网络状结构,PA6电纺纤维膜的含量在复合材料体系中也呈现出有趣的逾渗行为。     

热拉伸对尼龙6薄膜微观结构与力学性能的影响

本工作研究了尼龙6(PA6)薄膜的热拉伸工艺对其微观结构和力学性能的影响规律.在玻璃化转变温度(Tg)到熔点(Tm)之间的加工温度范围内对PA6薄膜进行了不同程度的单向热拉伸,并对其微观结构与力学性能进行表征测试.结果表明:随着拉伸温度和拉伸比的提高,PA6中的β晶型向α晶型的转变程度增大,促进了PA6中分子链沿拉伸方向的结晶和取向,从而显著提高了PA6的结晶度,并发现其无定形区减少,玻璃化转变温度(Tg)提高.拉伸温度的提高有利于PA6中α(002)晶面的生长,高温下拉伸形成的α晶体更完整;随着拉伸比的提高,形成的α晶体完整程度先升高后降低.热拉伸后的PA6薄膜的拉伸强度和储能模量增加,断裂伸长率降低;与未拉伸的PA6薄膜相比,拉伸温度为160℃、拉伸比为3的PA6薄膜拉伸强度增加371％,断裂伸长率降低235％.     

导电聚苯胺纳米纤维对聚乙烯/炭黑复合体系电阻行为的影响

采用水溶液氧化聚合和热掺杂相结合的技术制备十二烷基苯磺酸掺杂的聚苯胺(PANI-DBSA)纳米纤维,并将PANI-DBSA纳米纤维与低密度聚乙烯(LDPE)和炭黑(CB)进行熔融共混制得PANI-DBSA/LDPE/CB导电复合材料,研究了PANI-DBSA纤维的引入对导电复合材料电阻行为的影响。结果表明,添加PANI-DBSA纳米纤维,复合材料的逾渗阀值移向较低炭黑含量,复合材料的PTC强度得到一定程度的提高,复合材料的电阻率-温度曲线的热循环稳定性得以改善。     

基于共凝聚PTFE/炭黑粒子复合材料的制备和性能

在不使用凝聚剂的情况下采用下压式机械搅拌方式使聚四氟乙烯(PTFE)乳液和炭黑(CB)共凝聚,得到颗粒大小均匀的PTFE/CB粒子,然后用冷压成型和高温烧结工艺制备PTFE/CB复合材料,研究了烧结温度和CB含量对PTFE/CB复合材料的力学性能、导电性能和结晶度的影响。结果表明,烧结温度为390oC时复合材料中形成了均匀分布的微纤结构,力学性能最好;CB的填充明显提高了PTFE的力学性能和导电性能,当CB含量(质量分数)为2%时复合材料的力学性能最佳,拉伸强度从19.1 MPa增加至27.3 MPa,断裂伸长率从420%增加到525%。CB含量提高到3%的PTFE/CB复合材料结晶度最大,且CB在PTFE基体中形成了导电网络,电导率出现"逾渗",PTFE/CB复合材料具有抗静电性能。     

静电纺丝法制备低渗流阈值聚酰亚胺/炭黑导电复合材料

原位聚合法得到聚酰胺酸(PAA)/炭黑(CB)聚合物溶液,通过静电纺丝、热亚胺化制备了聚酰亚胺(PI)/炭黑复合纳米纤维膜,经过热压加工工艺得到以炭黑为填料的聚酰亚胺基导电复合材料。扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察了复合材料的微观形貌,通过LCR数字电桥、拉伸测试和热重分析(TGA)研究了复合材料的电学性能、力学性能与热稳定性。实验表明,PI/CB导电复合材料的渗流阈值为6%(质量分数);在渗流阈值时,材料的拉伸强度和断裂伸长率分别为93.9 MPa和68.9%,10%热失重温度为575.8℃。聚酰亚胺/炭黑导电复合材料表现出优异的力学性能和热稳定性能。     

多级拉伸PP/(PA1010+CB)复合材料的相形态演变

利用自主设计的多级拉伸挤出设备,制备了聚丙烯/(聚酰胺+炭黑)(PP/(PA1010+CB))复合材料,该聚合物熔体在挤出过程中受纵向拉伸力(F∥)和横向拉伸力(F⊥)的双向拉伸作用。通过扫描电子显微镜观察,随着分散相(PA1010+CB)含量的增加,CB在PA1010中含量的增加,相容剂含量的降低,分散相(PA1010+CB)的尺寸变大且变形能力增强,此时F⊥发挥作用,使分散相发生横向变形。体系中尺寸较大的分散相形成二维片状,尺寸较小的分散相形成纤维状。     

POE增韧改性LDPE高发泡弹性材料的研究

以低密度聚乙烯(LDPE)为基体原料,乙烯-辛烯共聚物(POE)为增韧材料,采用密炼塑化、双辊混炼、模压发泡方法制备高发泡弹性材料。用智能型发泡无转子硫化仪分析POE对LDPE正硫化时间、扭矩值、发泡气体压力的影响,用扫描电镜观察POE与LDPE之间的相结构以及发泡后泡孔孔径的影响,测试了LDPE/POE发泡材料的物理力学性能。结果表明:随着POE含量的增加,其复合材料正硫化时间延长,扭矩值和发泡气体压力增大;POE在LDPE材料中形成"海-岛"结构两相体系;含40质量份POE的LDPE/POE发泡材料孔径均匀性较好,与LDPE发泡材料相比,拉伸强度提高67.2%,断裂伸长率提高82.3%,直角撕裂强度提高25.1%,回弹率提高8%,物理力学性能优良。     

PA6/MgO导热复合材料的性能研究

以聚酰胺6(PA6)为基体,以超细氧化镁(MgO)为导热填料,利用硅烷偶联剂对MgO改性,制备了PA6/MgO导热复合材料。考察了不同MgO用量对其导热性能、力学性能以及熔体流动性的影响。结果表明:改性过的MgO在PA6基体中分散均匀,PA6/MgO复合材料的导热系数和拉伸强度随着MgO用量的增加而增大,其中在60%MgO用量时达到最大值;冲击强度、断裂伸长率以及熔体流动性都随着MgO用量的增加而减小。因此选用60%MgO用量制备的PA6/MgO导热复合材料,导热性能最佳。     

SG增容PA6/sPS共混体系的形态结构与力学性能

采用一系列不同甲基丙烯酸环氧丙酯(GMA)含量的苯乙烯-甲基丙烯酸环氧丙酯共聚物(SG)增容尼龙6(PA6)/间规聚苯乙烯(sPS)(80/20)共混物,通过扫描电镜及拉伸实验考察了SG共聚物中GMA的含量对共混物形态结构及力学性能的影响。形态观察显示,SG共聚物可以有效地降低PA6/sPS共混物中分散相的尺寸,增加两相界面间的粘接力;SG共聚物中GMA的含量对其增容效果有较大影响,质量分数为5%左右时,SG共聚物对PA6/sPS共混物的增容效果最佳。拉伸实验结果表明,PA6/sPS共混物的拉伸强度及模量随着SG共聚物的加入而增加,但其断裂伸长率在较高SG含量时则有所下降。