改性玄武岩纤维/天然橡胶复合材料的制备及性能研究

玄武岩纤维具有优秀的稳定性,良好的力学性能,以及环保和廉价等特点。采用冰醋酸对玄武岩纤维进行改性,并制得改性玄武岩纤维/天然橡胶复合材料。探讨了改性玄武岩纤维用量对橡胶复合材料的力学性能、热稳定性能的影响。结果表明:虽然添加改性玄武岩纤维降低了橡胶复合材料的力学性能,但可以有效降低橡胶复合材料的损耗因子;添加改性玄武岩纤维有利于提高橡胶复合材料的热稳定性;添加6份改性玄武岩纤维条件下纤维分布最理想,改性玄武岩纤维/天然橡胶复合材料的综合性能最优,130℃的损耗因子为0.029。     

硅烷偶联剂改性的木粉/P34HB复合包装材料的制备

目的研究硅烷偶联剂KH550含量对木粉/P34HB复合包装材料性能的影响。采用KH550改性木粉,提高与聚(3-羟基丁酸酯-4-羟基丁酸酯)(P34HB)的结合强度,改善复合材料的力学性能和界面相容性。方法以KH550为改性剂,木粉和P34HB为原料,利用共混热压工艺制备改性木粉/P34HB复合材料;通过对复合材料的形貌进行观察,以及傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)和力学性能分析,研究KH550质量分数不同时对复合材料界面相容性、力学性能和热性能的影响。结果添加KH550后,复合材料的的界面相容性得到改善;FTIR分析表明,KH550已经成功接枝到木粉中;适量的KH550提高了复合材料的热稳定性;复合材料的储能模量增加;复合材料的力学性能也有所提高。此外还得到了最佳的KH550添加量,即质量分数为0.5%。结论 KH550不仅使得木粉与P34HB的相容性得到改善,同时也增强了复合包装材料的力学性能和热性能。     

天然橡胶/固相改性蒙脱土纳米复合材料的制备与表征

在固相对蒙脱土进行有机改性,并与天然橡胶机械混炼插层制备了纳米复合材料。利用X射线衍射仪(XRD)、橡胶加工分析仪(RPA)和透射电镜(TEM)等研究了天然橡胶/固相改性蒙脱土纳米复合材料的结构,同时考察了材料的力学性能和耐老化性能。结果表明:固相改性蒙脱土在天然橡胶中可以实现纳米级分散,得到天然橡胶/蒙脱土纳米复合材料。固相改性蒙脱土对天然橡胶不但具有明显的补强效果,大幅度提高材料的力学性能和耐热氧老化性能,而且还具有很好的促进硫化作用。     

不同植物纤维/PBS复合材料的性能差异比较

采用不同禾本科植物纤维对聚丁二酸丁二醇酯(PBS)进行改性,利用热压成型工艺得到植物纤维/PBS复合材料。研究了植物纤维颗粒大小及含量对复合材料力学性能的影响,通过力学性能测试、热重分析(TGA)、X射线衍射(XRD)、接触角测量等方法比较了不同植物纤维/PBS复合材料性能的差异。研究结果表明,120mesh植物纤维添加量为5%时,复合材料性能最优;竹纤维复合材料较稻草、小麦纤维复合材料具有更优的力学性能、热稳定性、疏水性;禾本科植物纤维的纤维素、综纤维素结晶度越高,植物纤维复合材料性能越好。     

环氧化天然橡胶在制备天然橡胶/炭黑/碳纳米管复合材料中的应用

以环氧化天然橡胶(ENR)作为界面改性剂,用于制备天然橡胶/炭黑/碳纳米管(NR-ENR/CB/CNTs)复合材料,研究了ENR用量对NR-ENR/CB/CNTs复合材料的力学性能、动态力学性能,以及填料在复合材料中的分散性等的影响。实验结果表明,加入ENR明显改善了填料CNTs和CB在天然橡胶基体中分散性,提升了界面相容性,促进了填料与天然橡胶分子的结合,有效地提高了NR-ENR/CB/CNTs复合材料的物理力学性能、抗老化性能和耐屈挠龟裂性能,同时提高了硫化加工安全性能和硫化速率。当ENR用量达到6 phr后,NR-ENR/CB/CNTs复合材料的拉伸强度、撕裂强度和拉断伸长率有明显提高。随着ENR用量的增加,NR-ENR/CB/CNTs复合材料的Payne效应降低,加工性能提升,动态力学性能提高。     

环氧化天然橡胶改性石墨烯-炭黑/天然橡胶复合材料的制备及性能

以环氧化天然橡胶(ENR)为界面改性剂,制备了石墨烯-炭黑/天然橡胶-ENR(GR-CB/NR-ENR)复合材料,研究了ENR用量对GR-CB/NR-ENR复合材料的加工性能、力学性能和动态力学性能的影响。结果表明,ENR的加入可以改善GR-CB/NR-ENR复合材料的加工性能及CB粒子在天然橡胶基体中的分散性,增加GR与NR的相容性,增强填料与NR基体间的界面相容性,同时改善GR-CB/NR-ENR硫化胶的动态力学性能、物理性能和耐老化性能。当ENR添加量为6 wt%时,GR-CB/NR-ENR复合材料撕裂强度和拉伸强度最高,硫化胶耐老化性最好。随着ENR含量的增加,GR-CB/NR-ENR复合材料的压缩疲劳温度先升高后降低;随着应变的不断增大,GR-CB/NR-ENR复合材料的储能模量G'不断减小,损耗因子tanδ先增大后减小;动态模量随着应变的增加急剧下降。      

MC尼龙/石墨复合材料的制备及性能研究

采用超细胶体石墨粉末对铸型(MC)尼龙进行改性研究以期获得性能更优良的MC尼龙复合材料。探讨了不同石墨添加量对复合材料力学性能、磨耗性能和热稳定性能的影响及其可能的影响机理。结果表明:石墨添加量在0.5%时MC尼龙/石墨复合材料综合性能最佳,大大提高了MC尼龙各方面的性能。MC尼龙性能的提高将使其具有更广阔的发展市场。     

竹炭和壳聚糖对聚氯乙烯基木塑复合材料界面性能的影响

以杨木粉为填充材料,聚氯乙烯（PVC）为基体材料,添加竹炭和壳聚糖,采用挤出成型制备竹炭和壳聚糖改性木粉/PVC木塑复合材料,采用SEM观察复合材料表面微观形貌,采用综合热分析仪分析复合材料的热稳定性,采用FTIR分析其官能团变化,测试了木粉/PVC木塑复合材料的力学性能。结果表明:复合添加竹炭和壳聚糖可较好地改善木粉和PVC的界面作用力和界面相容性,提高复合材料的力学性能,其拉伸强度、冲击强度、弯曲强度和弯曲模量分别比未添加增加14.6%、28.8%、11.1%和4.85%,且复合材料的微观界面缺陷较少;竹炭可提高复合材料的热稳定性,复合添加竹炭和壳聚糖可增加复合材料中羟基、氨基和亚甲基的数量,减弱碳氯键的结合强度,从而增强复合材料中木粉和PVC的界面结合力。      

改性芳纶纤维/天然橡胶复合材料的制备及性能表征

采用傅里德-克拉夫茨反应原理在芳纶纤维表面接枝环氧氯丙烷,用偶联剂二次改性,研究表面接枝对芳纶纤维结构与性能的影响,并测试了改性芳纶纤维/炭黑/天然橡胶的力学性能。结果表明:改性后芳纶纤维表面的含氧量增加,偶联剂成功引入到芳纶表面,明显增加了芳纶的表面粗糙度和表面活性,降低了芳纶纤维的结晶度,但是对芳纶纤维晶体结构的影响不大,接枝环氧氯丙烷-偶联剂改性的芳纶纤维/炭黑/天然橡胶复合材料相比于未改性芳纶纤维/炭黑/天然橡胶复合材料力学性能有明显提高,橡胶加工流变性能分析表明芳纶纤维接枝环氧氯丙烷-偶联剂二次改性增大了复合材料的储能模量和损耗模量,减小了损耗因子从而改善了芳纶纤维与橡胶基体的界面结合强度。     

天然橡胶/凹凸棒石纳米复合材料的制备与性能研究

硅烷改性凹凸棒石后,采用乳液共混共凝法制备出了凹凸棒石/天然橡胶复合材料(attapulgite/natural rub-ber composites,ANRC),并对ANRC进行了表征;红外光谱分析证实凹凸棒石得到了有机化改性;ANRC的力学性能测试表明,当天然胶乳浓度适宜、改性剂用量为1.5份、改性凹凸棒石填充量为30份时,ANRC的综合性能最好,与未添加填料的纯天然硫化胶相比,ANRC的扯断强度、撕裂强度、邵尔A硬度分别提高了77.45%、100.50%、67.74%;与炭黑做填充剂制备天然橡胶复合材料,以及机械共混法制备复合材料相比,ANRC力学性能有明显提高;扫描电子显微镜分析结果显示,采用乳液共混共凝法制备的硅烷改性ANRC,结构致密,凹凸棒石填料分布均匀,分布粒度主要为纳米级,与橡胶基体相容性良好.     

废胶粉的表面处理及在天然橡胶中的应用

采用硅烷偶联剂KH550对废胶粉进行表面处理,并将处理后的废胶粉与天然橡胶复合制备WRP/NR复合材料。借助L16(45)正交试验及单因素试验,探讨了废胶粉目数、废胶粉用量、硅烷偶联剂KH550用量对复合材料力学性能的影响;对处理后的废胶粉表面和橡胶拉伸试样断裂面进行了扫描电镜(SEM)观察;并通过热重分析研究了天然橡胶和复合材料的热降解性能。结果表明:当废胶粉目数为80目,废胶粉用量为10%,硅烷偶联剂KH550用量为1.5%时,复合材料的力学性能最优,拉伸强度为27.89MPa。SEM结果表明废胶粉表面粗糙度增大,比表面积增大,与NR基体的相容性得到了提高。而热重分析表明改性废胶粉的加入对天然橡胶的热稳定性能影响不大。     

The impact of esterification on the properties of starch/natural rubber composite

The starch was modified by esterification, and the starch/natural rubber composite was prepared by blending the modified starch with natural rubber latex. The morphology, thermal stability and mechanical properties of the composite were investigated. The results show that the crystal structure of starch in the composite disappears after modification with esterification, and the starch particles with an average size around 200 nm homogenously disperse throughout the natural rubber (NR) matrix. The thermal stability of composite is improved significantly after the modification with starch. The mechanical properties of composite are enhanced with the increase of starch loading. The composite possesses the best properties at the starch xanthate content of 20 parts per hundred rubber (phr). The enhanced thermal stability and mechanical properties of modified starch/NR composite are mainly due to the improved phase interface interactions between rubber and starch.     

高岭土/白炭黑并用填充天然橡胶复合材料的性能

以高岭土和白炭黑作为增强剂,采用熔融共混法制备了一系列的天然橡胶(NR)复合材料,并对其微观结构、气体阻隔性能和力学性能进行了表征.结果表明,改性高岭土(MK)以片层结构,白炭黑(PS)以球状结构,均匀分散于NR基体之中;MK与PS单独填充NR时,随着MK填充量的增加,NR复合材料的气体阻隔性能逐渐提高,而且MK的增强...     

酚化酶解木质素-环氧树脂/环氧树脂复合材料的合成及性能

以酶解木质素(EHL)为原料,采用苯酚-硫酸法对其进行酚化改性,所得酚化木质素(PL)在碱性条件下,与环氧氯丙烷(ECH)合成木质素-环氧树脂(L-EP),利用FT-IR对产物进行表征。探讨单因素反应条件对酚化工艺的影响。结果表明:反应时间3.0h、反应温度95℃、2mol/L H_2SO_4用量为4mL/g时,木质素的酚化效果最佳,其酚羟基含量达到4.632mmol/g,较EHL提高42%。研究了不同L-EP添加量对L-EP/环氧E-51复合材料力学性能和热性能的影响。结果显示:L-EP的添加量为5%时,L-EP/环氧E-51复合材料的拉伸强度最好,较纯E-51提高26%;随着L-EP添加量的增加,L-EP/环氧E-51复合材料的热稳定性增强。采用非等温法分析环氧E-51和L-EP/环氧E-51复合材料的固化动力学,结果证明:L-EP对复合材料固化有一定的促进作用。     

四针状氧化锌晶须/天然橡胶抗菌医用复合材料的制备

将硬脂酸钠改性四针状氧化锌晶须(Sodium stearate-T-ZnOw)超声分散液引入天然胶乳(NRL)基体中,制备了绿色环保的Sodium stearate-T-ZnOw/橡胶(NR)抗菌医用复合材料。系统研究了Sodium stearate-T-ZnOw/NR复合材料的综合力学性能、抗菌性能和热稳定性能。结果表明:当Sodium stearate-T-ZnOw含量达3wt%时,Sodium sterate-T-ZnOw/NR复合材料的综合力学性能,相比纯胶,邵尔A硬度,300%定伸应力,拉伸强度,撕裂强度,断裂伸长率,提高了8.6%、25.4%、20.3%、25.6%、6.4%。此时,复合材料的热稳定性能也达到了最大值,相比纯胶,复合材料的起始热降解温度(T₀)和终止热降解温度(T_f)分别比纯胶的T₀和T_f提高了21.2℃和5.9℃。当Sodiumstearate-T-ZnOw含量超过3wt%时,其能在天然胶乳中充分发挥抑制大肠杆菌、金葡萄球菌、鲍曼不动杆菌、表皮葡萄球菌生长的能力,它可以进入细菌细胞,导致细胞壁被破坏,细胞内成分泄漏,细胞死亡。      

Mechanical, thermal and electrical properties of aluminum nitride/polyetherimide composites

The mechanical, thermal and electrical properties of modified AlN/polyetherimide (PEI) composites were investigated. It revealed that the surface of AlN modified by silane could effectively increase the adhesion with matrix, which was beneficial for AlN to reinforce the polyetherimide matrix. After silane modification, the AlN showed good dispersion and wetibility in the polyetherimide matrix and imparted excellent mechanical, electrical and thermal properties. The tensile strength, modulus, electrical and thermal stability were improved with the increasing of AlN content. The tensile strength of AlN/PEI composites increased by 27% when 12.6 vol.% AlN was added to neat polyetherimide. The thermal conductivity of the 57.4 vol.% AlN/PEI composites increased three times compared with neat polyetherimide. Test results indicate that the silane grafted AlN incorporated into the polyetehetimide matrix effectively enhance the thermal stability, thermal conductivity and mechanical properties of the polyetherimide composites.     

Exploring isolated lignin material from oil palm biomass waste in green composites

Lignin obtained from oil palm biomass empty fruit bunches (EFB) fibers, has been used as curing agent in green epoxy composites. Epoxy–lignin composites, with varying lignin content (15%, 20%, 25% and 30%), reinforced with EFB fiber were prepared. The effect of EFB-based lignin on the mechanical, thermal and morphology properties of the composites were investigated and compared with the composites cured with isophorone diamine curing agent. The improved thermal stability and the observed microstructure of the fractured surface of the composites were attributed to good fiber–matrix interaction, induced by the curing agent. The epoxy composites cured with 25% lignin content proved to be a better matrix and gave optimum value compared with other formulations which was confirmed by its mechanical, thermal and morphological properties.     

改性木质素磺酸盐制备及吸附重金属离子研究

工业废水中的铅离子和镉离子对人类健康构成重大威胁。为开发一种高效绿色的吸附剂,本文运用自由基聚合法合成了改性木质素磺酸盐复合材料(LC),同时将改性木质素磺酸盐复合材料应用于处理Pb^{2+和Cd2+。采用傅里叶红外光谱仪、扫描电镜以及热分析仪对改性木质素磺酸盐复合材料进行表征,研究了pH、吸附剂用量、时间、质量浓度4种因素对改性木质素磺酸盐复合材料吸附性能的影响,并在此基础上探究了改性木质素磺酸盐复合材料的吸附动力学和等温线模型。研究表明,改性木质素磺酸盐复合材料具有多孔的结构,且热稳定性高。当pH=5时,改性木质素磺酸盐复合材料对Pb2+}的吸附容量为345 mg/g,对Cd²⁺的吸附容量为278 mg/g。针对动力学和等温线模型的研究表明,改性木质素磺酸盐复合材料对Pb^{2+和Cd2+的吸附主要由静电吸引和化学螯合主导。此外,经过5次吸附-解吸实验后,改性木质素磺酸盐复合材料对Pb2+和Cd2+的吸附效率仍可达84%以上。改性木质素磺酸盐复合材料具有高效、绿色的吸附性能,能够有效地处理Pb2+和Cd2+}。     

碱式硫酸镁晶须/橡胶复合材料的制备

将超声分散后的硅烷偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷改性碱式硫酸镁晶须（KH550-MgOS_W）分散液加入天然胶乳（NR）中,对其进行补强,制得绿色环保高性能的KH550-MgOS_W/NR复合材料。系统研究了KH550-MgOS_W/NR复合材料的力学性能、阻燃性能及热稳定性能。结果表明,用KH550改性后的MgOS_W与橡胶基体具有很好的相容性。KH550-MgOS_W/NR复合材料的力学性能、阻燃性能及热稳定性能均比纯胶有所提高。当KH550-MgOS_W与NR质量比为4%时,KH550-MgOS_W/NR复合材料的各项性能均达到最佳,300%定伸应力、拉伸强度、撕裂强度、断裂伸长率、交联密度比纯胶胶膜分别提高了25.0%、36.8%、37.3%、11.4%、44.2%,垂直燃烧等级由FV-1提高到了FV-0级,比纯胶的起始热降解温度（T₀）、最大热降解温度（T_p）和终止热降解温度（T_f）分别提高了6.2℃、5.2℃和4.1℃。     

环保型水切割胶粉对天然橡胶力学性能和动态性能的影响

采用环保型水切割胶粉及力化学改性胶粉（MRP）与天然橡胶（NR）复合制备胶粉-NR复合胶,并探讨了胶粉用量对复合胶力学性能和动态性能的影响。通过红外和热失重分析确定了胶粉的主要成分为NR和丁苯橡胶（SBR）,且改性后胶粉大分子链结构未发生明显变化。通过橡胶加工分析仪研究了胶粉用量及改性对复合胶加工性能的影响。采用炭黑分散仪研究并观察了胶粉在NR中的分散情况。结果表明,胶粉改性后与NR的相容性提高,二者界面结合力增大,MRP-NR复合胶加工性能改善。炭黑分散结果表明,胶粉用量越多,其分散性越差,改性后胶粉的分散性提高,MRP-NR复合胶的力学性能最优,拉伸强度为27.9 MPa。