短玻纤增强丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的制备及性能

以丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)及短玻璃纤维(SGF)为原料, 以苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)和环氧树脂(EP)为界面相容剂, 制备了SGF/SMA-EP-ABS复合材料。用扫描电镜(SEM)、 动态力学热分析(DMTA)等研究了界面相容剂对SGF增强ABS复合材料力学性能及界面粘结性能的影响。结果表明:加入SMA或EP, SGF增强ABS复合材料的力学性能明显提高; SMA与EP同时加入具有明显的协同效果, 使复合材料的性能更为优越。当SGF加入质量分数为30%时, SGF/SMA-EP-ABS复合材料的拉伸强度、 弯曲强度、 冲击强度较未添加界面相容剂时分别提高了56%、 42%、 79%。SEM和DMTA测试表明, 加入SMA和环氧树脂后, SGF与ABS基体之间的界面粘结性能得到很大改善。      

SAG对长玻纤增强AS复合材料性能的影响

以苯乙烯-丙烯腈共聚物作为基体,苯乙烯-丙烯腈接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯作为相容剂,热塑性弹性体聚氨酯作为增韧剂,采用熔体浸渍工艺制备了长玻纤增强苯乙烯-丙烯腈复合材料。研究了不同苯乙烯-丙烯腈接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯用量对长玻璃纤维增强苯乙烯基-丙烯腈复合材料性能的影响。结果表明,随着相容剂含量的增加,长玻璃纤维增强苯乙烯-丙烯腈复合材料的机械力学和动态力学性能呈现先增大后降低的趋势;对长玻纤增强苯乙烯-丙烯腈复合材料的形态分析得出,添加相容剂后的玻璃纤维表面包覆了一层树脂。     

长玻璃纤维增强聚丙烯

采用自行研制的熔体浸渍包覆长玻璃纤维装置,制备了长玻纤增强聚丙烯(LFT-PP)复合材料。研究了玻纤含量(10%(质量分数,下同)、20%、30%、和40%)、预浸料粒料长度(3mm和18mm)及相容剂聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)含量(2%、4%、6%、和8%)对长玻纤增强聚丙烯(LFT-PP)复合材料力学性能的影响。结果表明,长玻璃纤维增强聚丙烯(LFT-PP)的力学性能明显优于短玻璃纤维增强聚丙烯,当玻纤含量在30%时,拉伸强度达到50MP左右,冲击强度达到6kJ/m2左右,相容剂PP-g-MAH的加入增强了界面粘接强度,大幅度地提高了长玻纤增强聚丙烯(LFT-PP)复合材料的力学性能,当相容剂PP-g-MAH含量达到3%左右,其综合力学性能达到最佳值,拉伸强度达到100MP左右,冲击强度达到10kJ/m2左右。     

相容剂对长玻纤增强热塑性聚氨酯弹性体/聚乳酸复合材料性能的影响

采用熔体浸渍工艺制备长玻纤增强热塑性聚氨酯弹性体(TPU)/聚乳酸(PLA)复合材料;以苯乙烯-丙烯腈接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(SAG)作为相容剂,热塑性弹性体聚氨酯作为增韧剂,聚乳酸为基体树脂,考察苯乙烯-丙烯腈接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯用量对长玻璃纤维增强聚TPU/PLA复合材料性能的影响。结果表明,加入苯乙烯-丙烯腈接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯能改善长玻璃纤维增强聚TPU/PLA复合材料的相容性;长玻璃纤维增强聚TPU/PLA复合材料的拉伸强度、缺口冲击强度、弯曲强度和模量等力学性能及储能模量随着苯乙烯-丙烯腈接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯用量的增加呈先增加后降低的趋势,而长玻璃纤维增强聚TPU/PLA复合材料的损耗因子则随苯乙烯-丙烯腈接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯含量的增加呈现降低后增加的趋势;通过复合材料的形态分析表明,加入相容剂的复合材料中玻璃纤维与基体树脂界面强度增加,且玻璃纤维表面有一层包覆的树脂基体;通过分析得出,当相容剂添加量为6%时,长玻璃纤维增强聚TPU/PLA复合材料的拉伸强度、弯曲强度和模量、缺口冲击强度等力学性能最优。     

共混型高耐热ABS合金的研制

以ABS树脂为基体,加入短玻璃纤维提高了材料的耐热性,但冲击强度下降,进一步引入与ABS相容性很好的苯乙烯-马来酸酐共聚物（SMA）,发现ABS与玻璃纤维间产生了强有力的界面粘合,在SMA含量7%时,显著的提高了ABS/玻纤体系的耐热性、冲击强度和拉伸强度,再进一步引入适量的刚性丙烯酸酯类聚合物,使ABS/玻纤/SMA体系的耐热性又有所提高,令人惊奇的是,在丙烯酸酯类聚合物含量为30%时,体系的冲击性能也明显增加,这归功于刚性有机填料对体系的冷拉增韧效果,最终成功研制出一种高耐热、综合性能优良的ABS/改性剂/玻纤共混合金。     

聚苯醚/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物共混合金的结构与性能EI北大核心CSCD

采用熔融共混法制备了不同比例的聚苯醚(PPO)/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)合金,并以苯乙烯接枝马来酸酐共聚物(SMA)作为增容剂,采用哈克转矩流变仪、扫描电子显微镜、冲击和拉伸试验、热重分析等研究了PPO/ABS共混合金的加工流动性、相形态、力学性能和热稳定性。结果发现,PPO和ABS属于热力学不相容聚合物,SMA可以在PPO/ABS合金中起到较好的增容作用; PPO/ABS合金中ABS的含量越高,合金加工流动性越好,SMA可以使PPO/ABS合金的转矩明显降低,但其含量对转矩的影响较小; PPO/ABS合金的力学性能较差,加入适量SMA后合金的冲击性能和拉伸性能都有较大改善; PPO/ABS共混合金中PPO的含量越高,合金的热稳定性越好,SMA对合金的热稳定性影响不大。     

SMA增容ABS/PBT共混体系的形态和力学性能——共混过程对体系的影响

以苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)为增容剂,研究了共混工艺对ABS/PBT共混物聚集态结构和力学性能的影响。结果表明,SMA先与ABS共混再与PBT共混,共混物的分散相尺寸最小、分布最均匀,优于SMA先与PBT共混再与ABS共混的方法。ABS与PBT共混物的相容性差,加入反应性相容剂SMA后,PBT分散相尺寸变小且均匀地分散于ABS中,显著改善了ABS/PBT共混物的冲击、拉伸性能。共混物的聚集态结构强烈地受共混工艺的影响。     

苯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物对聚乳酸/SBS共混物相容性的影响

正湖北工业大学材料与化学工程学院,绿色轻工材料湖北省重点实验室,绿色轻质材料与加工湖北工业大学协同创新中心,武汉430068采用苯乙烯(St)-丙烯酸甲酯(MA)无规共聚物(PSMA)(nSt∶nMA=75∶25)为增容剂,通过双螺杆挤出机将聚乳酸(PLA)与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)三嵌段共聚物熔融共混,研究了PSMA的含量对PLA/SBS共混物(mPLA∶mSBS=90∶10)相容性的影响。利用扫描电子显微镜、万能拉伸试验机、差示扫描量热仪和旋转流变仪对共混物的微观形貌、力学性能、热性能和流变性能进行表征。SEM结果表明,加入1%(质量分数)的PSMA使PLA/SBS共混物中SBS相分散更均匀,界面粘接增强。加入1%(质量分数) PSMA的PLA/SBS共混物的断裂伸长率和冲击强度分别是PLA的7. 1倍和2. 3倍。DSC和流变学结果表明,PSMA的加入增强了PLA和SBS的相容性。     

ABS木塑复合材料的制备与研究

以丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)塑料为基体,木粉和纳米蒙脱土为填料,采用双螺杆挤出造粒后模压成型工艺制备高性能ABS木塑复合材料。研究了木粉、纳米蒙脱土、界面相容剂ABS接枝马来酸酐(ABS-g-MAH)含量等对ABS木塑复合材料力学性能的影响和SEM分析。结果表明:木粉含量为50%(wt,质量分数,下同),纳米MMT含量为10%,ABS-g-MAH含量为2%时,ABS木塑复合材料的力学性能最佳,弯曲强度达到69MPa、弯曲模量达到5900MPa和冲击强度达到17kJ/cm~2。从材料的SEM图观察到,加入木粉、纳米MMT和ABS-g-MAH后材料的界面相容性得到提高,增强了材料的力学性能。     

PA6/ABS共混物的脆-韧转变研究

采用熔融共混方法制备了苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)增容的PA6/ARS共混物,结合吴守恒的临界基体层厚度(IDc)理论,考察了基体层厚度与界面粘接对PA6/ABS共混物脆一韧转变的影响.结果表明,温度低于8℃,当ID减小时,冲击强度先缓慢增加,当ID＜ID.时,共混物缺口冲击强度急剧增加;测试温度处于13℃～23℃...     

玻璃纤维增强阻燃PC／ABS合金性能的研究

研究玻璃纤维增强PC／ABS合金在未加相容剂和分别加入相容剂ABS-g-MAH和AS-g-MAH的力学性能。结果表明，加入相容剂之后合金的拉伸强度和弯曲强度均得到提高，其中AS-g-MAH的增容效果更好。选用符合RoHS标准的卤锑系阻燃剂改性PC／ABS合金，发现合金的阻燃性能在达到UL94V-0级时力学性能略有下降。采用SEM图片观察PC／ABS合金加相容剂以及加纤前后的微观结构，发现微观形貌特征和力学试验结果完全相符。     

Improved adhesion between nickel–titanium SMA and polymer matrix via acid treatment and nano-silica particles coating

Shape memory alloy (SMA) composites are the desirable candidate for smart materials that used in intelligent structures. However, the overall mechanical performance of SMA composites depends immensely on the quality of the interaction between SMA and polymer matrix. Therefore, it is necessary to find out an approach to enhance the interfacial property of this composite. In this paper, we modified nickel–titanium SMA wire with nano-silica particles before and after acid treatment. The modification effect on the interfacial strength between SMA and epoxy resin was evaluated. Contact angle analysis, scanning electron microscopy (SEM) observation, and single fiber pull-out test were carried out. The bonding characteristics between modified wire and liquid/cured resin were investigated. We then embedded SMA wire into woven glass fabric/epoxy composite laminates, and manufactured this hybrid composites via vacuum assisted resin transfer molding processing. Three-point-bending test of the hybrid composites was performed to validate the modification effect. Fiber pull-out experiment demonstrates that the interfacial shear strength increases by 6.48% by nano-silica particles coating, while it increases by 52.21% after 8 h acid treatment and nano-silica particles coating simultaneously. For hybrid composites, flexural strength of the two specimens increases by 19.8 and 48.2%, respectively. In SEM observation, we observed large debonding region in unmodified composites, while interfacial adhesion between modified wire and epoxy keeps strong after flexural damage.     

磨碎玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的制备及力学性能研究

用硅烷偶联剂对磨碎玻璃纤维表面进行改性,并制备玻璃纤维/环氧树脂复合材料,采用超声分散对复合材料分散处理,探讨不同磨碎玻璃纤维粉质量比对环氧树脂基复合材料压缩、拉伸性能的影响。研究表明,添加磨碎玻璃纤维后,环氧树脂的强度和硬度显著增强。当磨碎玻璃纤维掺量在15%~25%之间时,复合材料的综合力学性能最好,其压缩强度、压缩模量、拉伸强度最高达到67.1 MPa、1.68 GPa、57.6 MPa,与纯环氧树脂相比提高了24%、35%、34%;断裂伸长率随着掺量的增加逐渐降低,当含量达到30%时比纯环氧树脂的降低了48%,表明添加玻璃纤维粉后环氧树脂脆性增强。目数小粒径较大的玻璃纤维粉对环氧树脂力学性能增强效果更优,但影响程度不如含量对复合材料力学性能的影响大。     

偶联剂对玻璃纤维/环氧单向复合层板性能的影响

本文讨论了五种偶联剂对玻璃纤维/环氧单向复合层板电性能和力学性能的影响.结果表明,玻璃纤维经偶联剂处理后,其浸润活化能降低,与环氧树脂基体间的化学反应活性得到改善.因此偶联剂赋予玻璃纤维与环氧树脂基体间以良好的界面粘结性,从而提高了玻璃纤维/环氧单向复合层板的电性能和力学性能,其提高的幅度大小与偶联剂的化学结构有关.     

Investigation on adhesion, interphases, and failure behaviour of cyclic butylene terephthalate (CBT)/glass fiber composites

Interphases exist in hybrid materials and significantly influence their mechanical performance. To find a bridge between the microscopic and macroscopic mechanical properties, this work investigates the microscopic nature of glass fiber surfaces and glass/CBT interphases in terms of topography, fractography, and adhesion properties. The variations in glass fiber surface properties result from the different sizings. Using the single fiber pull-out test, AFM, and ζ potential tests, it is shown that the interfacial bond strengths in CBT resin composites can vary depending on the kind of sizing formulation and properties. The greatest adhesion strength is achieved by aminosilane sizings with epoxy resin film former. The surface roughness of the fibers can be varied by sizings with different content and ζ potential values, which has no significant contribution to interphase adhesion strength from ‘mechanical interlocking’. For the systems with film formers, cohesive failure occurs and similar values of both interfacial adhesion strength, τ_d, and fracture energy release rate, G_ic, are obtained, in which τ_d approaches the shear yield strength of CBT matrix. A further enhancement of interfacial adhesion is limited by the mechanical properties and the non-homogeneous microstructure of CBT resin due to the less-than-perfect CBT polymerization.     

PBT和PA6共混体系的力学性能和相形态研究

通过熔融法制备了PBT／PA6共混体系。实验结果表明,PBT与PA6的相容性较差,直接共混后其力学性能很差,而加入一种低成本的液体环氧树脂E-54作为PBT／PA6复合体系的相容剂,力学性能明显提高。通过SEM进一步证实,环氧树脂的加入可以降低分散相粒子的大小,改善界面形态,提高共混物的相容性。     

高刚度环氧树脂与高模碳纤维的界面相容和性能匹配

自行开发了一种高刚度环氧树脂（5182树脂）,研究了5182树脂的增刚机制、耐热性能和力学性能。结果表明,原位生成的酰亚胺刚性链段及增加的多交联位点提高了5182树脂交联网络的刚性,其玻璃化转变温度达228℃,拉伸模量达到4 375 MPa。采用高刚度5182树脂制备了国产BHM3和东丽M40J高模碳纤维增强高刚度环氧树脂复合材料,考察了高模碳纤维/高刚度环氧树脂单丝复合材料的界面黏结性能和断面微观形貌,并评价了高模碳纤维/高刚度环氧树脂单向复合材料的宏观力学性能。结果表明,由于树脂模量的提高及界面破坏区域由碳纤维表面转移到环氧树脂区,高模碳纤维/高刚度环氧树脂复合材料的界面剪切强度最高达106.8 MPa,宏观力学性能优异,尤其弯曲性能和层间剪切强度大幅提高。