三种方法制备HDPE/LDHs复合材料的性能比较

分别采用硬脂酸表面改性、高密度聚乙烯接枝马来酸酐(HDPE-g-MA)熔融接枝水滑石(LDHs)、乙烯丙烯酸无规共聚物(EAA)熔融接枝水滑石与高密度聚乙烯共混挤出制备纳米复合材料。结果表明,采用EAA接枝水滑石较其他两种方法制备的HDPE/LDHs冲击性能可提高25%以上,拉伸强度可提高35%以上;差示扫描量热(DSC)和X射线衍射(WAXD)等方法证实,EAA熔融接枝LDHs提高了LDHs在HDPE中的分散,有利于HDPE结晶,晶粒细化。采用EAA熔融接枝LDHs填充HDPE可制备性能优异的聚烯烃纳米复合材料。     

HDPE紫外辐照接枝MMA及接枝物对绢英粉填充体系的影响

用紫外光辐照接枝的方法在高密度聚乙烯(HDPE)上接枝极性单体甲基丙烯酸甲瑟(MMA)。讨论了光照时间、反应温度、单体用量和光敏剂用量对接枝反应的影响，并用FT-IR、NMR等技术对接枝产物(HDPE-g-MMA)进行了表征。同时，研究了将接枝产物作为HDPE／STC填充体系的界面改性剂时其用量对填充体系力学性能的影响。     

HIPS/HDPE共混物的动态黏弹行为与相形态

采用动态流变测试和扫描电子显微镜技术,考察高抗冲聚苯乙烯(HIPS)/高密度聚乙烯(HDPE)共混物的动态黏弹行为与相形态,对比1%(质量分数,下同)的纳米和微米CaCO_3对HIPS/HDPE(30/70)不相容共混物的增容效果。结果表明:当HDPE小于30%时,HIPS/HDPE共混物在低频区的复数黏度和储存模量均显示出明显的正偏差,而当HDPE大于30%时,则呈现负偏差;前者与HDPE和PB粒子间的相互作用相关,而后者归因于HDPE基体与PS分散相之间较弱的界面相互作用。当HIPS为基体时,HDPE分散相粒子呈现较宽的尺寸分布;而当HDPE为基体时,PS分散相呈现双模尺寸分布,对应于两种不同类型的PS分散相粒子的存在。1%的纳米CaCO_3对HIPS/HDPE(30/70)不相容共混体系起到了一定的增容效果,CaCO_3纳米粒子主要位于HIPS/HDPE相界面以及HDPE连续相内;而微米CaCO_3对该共混体系仅起到了增黏而非增容作用,CaCO_3微米粒子仅位于HDPE连续相内。     

HDPE-g-MAH-St/SMA-MMT纳米复合材料的制备与表征

采用反应挤出的方式,首先对非极性的高密度聚乙烯进行共接枝改性,得到聚乙烯的接枝物;采用溶液本体聚合法将马来酸酐和苯乙烯在蒙脱土丙酮混合浊液中共聚,制得SM A/MM T核/壳复合改性材料。然后将其与改性后的HDPE熔融插层,得到分散效果良好的纳米复合材料。用FT-IR对接枝物进行了验证,并用XRD,TEM对复合体系的插层效果进行了分析和表征,用DSC对其结晶性能进行了研究。     

LLDPE/HDPE/MMT纳米复合材料的制备及性能研究

以线性低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、有机改性的蒙脱土(MMT)为主要原料,选用乙烯-醋酸乙烯酯接枝马来酸酐(EVA-g-MAH)作为增容剂,采用熔融插层法制备了线性低密度聚乙烯/高密度聚乙烯/蒙脱土(LLDPE/HDPE/MMT)纳米复合材料。通过X射线衍射(XRD)分析蒙脱土在聚乙烯基体中的分散情况,并研究蒙脱土的含量对其在基体中分散效果的影响。TG实验结果表明,蒙脱土的加入使LLDPE/HDPE/MMT纳米复合材料的热稳定性得到很大的提高。由DSC曲线可以得出,加入蒙脱土的复合材料相比于纯聚合物,其熔点和热分解温度都有很大的提高,提高程度与蒙脱土的含量有关。     

碳酸钙对高密度聚乙烯(HDPE)改性的研究进展

碳酸钙(包括重钙和轻钙)已成为使用最广泛、用量最大的无机矿物粉体材料,在填充改性高密度聚乙烯(HDPE)复合材料性能的研究倍受国内外研究工作者的关注。本文综述了近年来碳酸钙对HDPE改性的研究进展,并指出改性面临的主要问题。     

磷酸酯类偶联剂对CaCO3／HDPE体系偶联效果的研究

研究了自制磷酸酯“W-893”偶联剂对轻质CaCO_3/HDPE的偶联效果。就力学性能(抗张强度、弯曲强度、冲击强度),流变学特性(流动曲线、表现粘度、剪切敏感性、温度敏感性、挤出胀大、压力振荡、熔体破坏)和比重测定的结果发现:“W-893”/CaCO_3/HDPE体系的冲击强度可以为HDPE(5000S)的2～3倍(325目),甚至3～4倍(1250目);弯曲强度提高33.3％,抗张强度下降2.5％,比铝酸酯、钛酸酯的偶联效果好。     

长支链聚乙烯的制备与性能

通过过氧化二异丙苯(DCP)引发三官能单体三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)对高密度聚乙烯(HDPE)进行熔融接枝改性,同时利用大分子自由基间的偶合反应制备出长支链聚乙烯(LCBPE)。转矩曲线和傅里叶变换红外光谱测试表明TMPTA成功接枝到HDPE,解释了熔融支化法制备LCBPE的机理。利用多种流变分析方法,如储能模量、损耗角、Cole-Cole图等方法有效区分了LCBPE和HDPE。采用差示扫描量热和X射线衍射分析技术,研究了引发剂用量对LCBPE结晶性能的影响,结果表明,长支链LCB结构的引入使HDPE的熔点、结晶度和起始结晶温度提高,晶体结构和晶型未发生变化,晶粒尺寸增大。利用热台偏光显微镜对HDPE和LCBPE晶体形态进行分析,发现LCBPE相比HDPE晶核增多,晶体生长速度降低。     

PE—MA对PE／CaCO3增容作用的研究

本文通过加入接枝马来酸酐的聚乙烯(PE-MA),促进非报性的聚乙烯分子和带有极性表面的填料之间的互容。用扫描电子显微镜观察共混物低温脆断面上碳酸钙的分布表明,在加有增容剂PE-MA的PE/CaCO_3共混物中,CaCO_3颗粒大小均匀且分布也均匀,PE-MA明显起到了增容作用。综合结果指出,PE-MA的加入量占PE/CaCO_3/PE-MA总重量的5～10％时增容效果较好。力学性能测试表明,随PE-MA用量的增加,共混物的拉伸强度明显提高。断裂伸长率变化较小,熔融指数略有下降。     

高密度聚乙烯光接枝

本文研究了用光化学方法,以二苯甲酮为光敏剂,米蚩酮为促进剂,丙酮为溶剂在高密度聚乙烯(HDPE)粉末上接枝丙烯腈。红外分析结果证明了接枝物的存在,元素分析测得最大接枝率为21％,DSC分析表明接枝前后HDPE的热行为变化甚小,最后导出了光敏剂三重激发态夺氢产生自由基引发聚合的反应机理。     

无机填料对木粉/高密度聚乙烯复合材料性能的影响

目的考察无机填料的种类、粒径以及添加量对PF/HDPE复合材料力学性能和热稳定性的影响。方法以杨木纤维(PF)、高密度聚乙烯(HDPE)、BaSO4、CaCO3、云母粉为原料,采用熔融共混和注塑成型的方法制备PF/HDPE复合材料,进行力学、热重、扫描电镜测试分析。结果3种无机填料均改善了PF/HDPE复合材料力学及热稳定性能,填充CaCO3获得的复合材料性能优于填充BaSO4、云母粉获得的复合材料,并且随着填料颗粒粒径的减少,改善效果增强。填料的添加量需要保持在一定范围内,添加量过低或过高均会造成性能下降。结论添加CaCO3(质量分数为9%,3000目)制备的PF/HDPE复合材料具有最佳的力学及热稳定性。     

微波辐照增韧高密度聚乙烯共混材料的研究

采用自行设计的聚合物微波辐照装置，研究微波辐照对填充高密度聚乙烯共混材料力学性能的影响。结果表明，微波辐照能在不影响材料刚性的基础上，提高材料的韧性和断裂伸长率，炭黑、钛酸铅锆（PZT）、碳酸钙填充的高密度聚乙烯经微波辐照后在保持屈服强度基本不变的情况下断裂伸长率分别提高了270％、100％、41％。透射红外光谱（FT－IR）、光电子能谱（ESCA）和扫描电镜（SEM）分析表明，微波辐照对以微波导体为填料的高密度聚乙烯的增强是界面化学反应和物理浸润协同作用的结果；微波对介电材料为填料的高密度聚乙烯的增强主要是物理浸润的结果。微波辐照对不同填料填充高密度聚乙烯的界面相互作用的强弱顺序为：微波导体＞磁性材料＞介电材料。     

滑石粉/碳酸钙增强增韧高密度聚乙烯的研究

采用熔融共混法制备HDPE复合材料,研究了talc和(或)CaCO3的添加量对HDPE复合材料力学性能的影响。结果表明,将滑石粉和碳酸钙共复合时,可以同时发挥片状滑石粉的增强作用和近球状碳酸钙的增韧作用;当无机粉体的添加量为30%时,HDPE/talc/CaCO3共混复合体系的拉伸强度提高了29.9%,冲击强度提高了56.1%,弯曲强度提高了40%。     

填充HDPE复合材料基体结晶形态的控制因素

本文以HDPE/玻璃微珠和HDPE/CaCO₃体系为研究模型,通过扫描电镜、红外光谱、偏光显微、小角激光散射和材料力学性能实验等方法考察了这两种体系的界面粘结性、填料含量、粒径及试样成型冷却速率等与其材料性能及基体结晶形态变化间的关系。实验结果表明;在复合材料试样成型过程中,因基体树脂冷却收缩而产生的界面应力可干扰基体中球晶的生长环境,应变诱导填料颗粒周围基体树脂的结晶,促使其表面伸展链晶体结构的形成,并由此而明显改变了复合材料的耐热性;复合材料的界面粘结性是产生这种应变诱导作用,并控制异相结晶的关键。     

氧化镁填料的表面辐射接枝改性

本文采用共辐照方法将甲基丙烯酸甲酯(MMA)接枝到氧化镁MgO)粉末填料上,用傅里叶红外光谱和X射线衍射对接枝物进行了表征,并利用ESCA、SEM以及接触角测定对其表面性质进行了研究。将接枝改性后的MgO作为高密度聚乙烯(HDPE)的填料,实验结果表明,表面改性后的MgO在聚合物基质中的分散性得到明显改善,填入改性MgO的HDPE其断裂强度和断裂伸长率均有明显提高,且热稳定性也得到了显著的提高。     

Influence of a fine talc on the properties of composites with high density polyethylene and polyethylene/polystyrene blends

Fine talc filled high density polyethylene (HDPE) and HDPE/polystyrene (PS) blends were extruded, injection moulded and characterized. Some of the mechanical properties of the talc filled HDPE and talc filled 75/25 HDPE/PS blend were deduced from stress–strain measurements. A comparison between the effect of the talc on the properties of the filled HDPE and filled 75/25 HDPE/PS blend showed that the mineral filler had the same effect on both systems provided that its array in the organic matrix is almost the same in both cases. In fact, the rheological results proved that the dispersion of talc in the HDPE matrix was not really affected by the presence of PS. The study particularly focused on the effect of talc on the ultimate tensile strength of the filled HDPE and that of the filled blend. It has been noted that the brittle nature of PS neutralizes, to a certain extent, the degrading effect of talc on this property. Furthermore, both PS and talc have a complementary effect on the stiffness and the resilience of HDPE/PS/talc blend composites.     

水镁石短纤维增强HDPE/EPDM 无卤阻燃复合材料的研究

本文着重研究了水镁石短纤维增强HDPE/E PDM 复合材料的力学性能、介电性能以及水镁石短纤维的阻燃效果, 对水镁石短纤维和粒状无卤阻燃剂填充HDPE/E PDM 复合体系的拉伸性能、介电性能和阻燃效果进行了对比研究。并采用动态力学谱、SEM 等方法对该体系的微观结构进行了分析, 结果表明, 水镁石短纤维对复合体系除具阻燃作用外, 还具有显箸的增强作用。     

Influence of CaCO3 Whisker Content on Mechanical and Tribological Properties of Polyetheretherketone Composites

The mechanical and tribological properties of polyetheretherketone (PEEK) composites filled with CaCO3 whisker in various content of 0-45% (wt pct) were investigated. The composite specimens were prepared by compression molding. Tribological testing of composites in dry wear mode against carbon steel ring was carried out on a MM200 block-on-ring apparatus. Data on neat PEEK were also included for comparison. It was observed that inclusion of CaCO3 whisker affected the most mechanical properties and the friction and wear in a beneficial way. With an increase in CaCO3 whisker content, friction coefficient continuously decreased but the trends in wear performance varied. The specific wear rate showed minima as 1.28×10-6 mm3/Nm for 15% CaCO3 whisker inclusion followed by a slow increase for further CaCO3 whisker addition. In terms of friction applications, when the tribological and mechanical properties are combined, the optimal content of CaCO3 whisker in the filled PEEK should be recommended as 15% to 20%. Fairly good correlations are observed in friction coefficient vs bending modulus and wear rate vs bending strength, confirming that the bending properties prove to be the most important tribology controlling parameters in the present work.     

碳酸钙刚性粒子增韧HDPE的影响因素

本文系统地研究了碳酸钙粒子用量、粒径大小、偶联剂用量和基材韧性等诸多因素对HDPE/CaCO_3体系冲击强度的影响。结果表明,(1)刚性粒子增韧与弹性体增韧不同,它要求基材本身具有一定的冲击韧性(即基材具有一定塑性形变的能力);(2)碳酸钙粒子的用量有一临界值,只有当用量大于此临界值时才有明显的增韧作用;(3)除了基材韧性和临界用量外,粒径大小也是碳酸钙增韧的决定因素,粒径越小,增韧效果越好,临界用量也越低,当粒径较大时,碳酸钙不再有明显的增韧作用;(4)偶联剂用量有一最佳值。此外,本文还比较了弹性体(EPDM)与碳酸钙粒子对HDPE刚性的影响。