碳纤维改性HA/PMMA生物复合材料力学性能的研究

采用原位合成与溶液共混相结合的方法,制备了短切碳纤维增强纳米羟基磷灰石(HA)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)生物复合材料。研究了碳纤维的含量和长度对HA/PMMA复合材料结构和力学性能的影响。采用万能材料试验机和扫描电子显微镜对复合材料的力学性能及断面的微观形貌进行了测试和表征。结果表明:碳纤维在HA/PMMA复合材料中分布均匀,有效提高了复合材料的力学性能;碳纤维含量为4%时,复合材料的拉伸强度、弯曲强度、压缩强度和弹性模量等均达到最大值;复合材料的断裂伸长率随碳纤维含量的增加而减小;当碳纤维含量一定时,随其长度的增加,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弹性模量均增加,但断裂伸长率降低。     

碳纤维对C_f-HA/PMMA复合材料力学性能的影响

采用原位合成和溶液共混相结合的方法,制备了短切碳纤维(Cf)增强纳米羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)/聚甲基丙烯酸甲酯[poly(methyl methacrylate),PMMA]生物复合材料(Cf-HA/PMMA).重点研究了短切碳纤维对Cf-HA/PMMA复合材料的微观结构和力学性能的影响.采用万能材料试验机测试了Cf-HA/PMMA复合材料的力学性能,使用扫描电子显微镜对材料微观形貌进行了测试和表征.结果表明:采用浓硝酸和二甲基亚砜处理后的碳纤维与PMMA基体的界面结合性得到有效改善,显著提高了Cf-HA/PMMA复合材料的力学性能;碳纤维和HA的质量分数分别为4%和8%,复合材料的弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度和压缩强度均达到最佳值.     

聚氨酯/聚甲基丙烯酸酯交联聚合物合成与力学性能的研究

采用相对分子质量不同的聚氧化丙烯二醇(PPG)与甲苯二异氰酸酯合成聚氨酯预聚物,将该预聚物用甲基丙烯酸-2-羟乙酯(HEMA)封端后与甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸丁酯(BMA)进行自由基聚合得到一系列交联聚合物。利用红外光谱(FT-IR)、力学性能测试及动态力学热分析(DMTA)等手段对交联聚合物进行了表征。聚氨酯/聚甲基丙烯酸甲酯(PU/PMMA)交联聚合物具有较高的阻尼值和较宽的阻尼温域,当两组分的质量比为5∶5时,阻尼性能最佳。PU/PMMA交联聚合物的拉伸强度随聚甲基丙烯酸甲酯含量的增加而增加,断裂伸长率随其含量的增加而减小;聚氨酯/聚甲基丙烯酸丁酯(PU/PBMA)交联聚合物的拉伸强度随聚甲基丙烯酸丁酯含量的增加而减小,断裂伸长率随其含量的增加而增大。     

丙烯酸酯接枝改性天然橡胶增韧聚乳酸

通过在天然橡胶(NR)分子链上接枝甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA),制备了三种丙烯酸酯接枝改性NR:NR-g-PMMA,NR-g-PBA和NR-g-(PMMA,PBA)。采用核磁共振氢谱对三种接枝物进行了化学结构鉴定。将接枝改性后的NR和未改性的NR与PLA采用哈克密炼机熔融共混,分别制备了PLA/NR,PLA/NR-gPMMA,PLA/NR-g-PBA和PLA/NR-g-(PMMA,PBA)共混物,研究了接枝改性NR和未改性NR含量对共混物力学性能和热性能的影响。各共混物的拉伸弹性模量和拉伸强度均随接枝改性NR和未改性NR含量的增加而降低,断裂伸长率和缺口冲击强度随接枝改性NR和未改性NR含量的增加而提高。其中,PLA/NR-g-PBA共混物的断裂伸长率和缺口冲击强度比其它共混物提高的幅度大,当NR-g-PBA的质量分数为5%时,PLA/NR-g-PBA共混物的断裂伸长率达到78%,缺口冲击强度为5.2 k J/m2,而纯PLA的断裂伸长率仅为7.7%,缺口冲击强度为2.5 k J/m2,说明NR接枝分子柔顺性较高的BA更有利于促进其与PLA共混物的韧性提高。热分析结果表明,PLA/NR-gPBA共混物的热稳定性相比于纯PLA也有所提高。     

碳纤维含量对PMMA-PMA基复合材料显微结构及力学性能的影响(英文)

以甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate,PMMA)和丙烯酸甲酯(polymethyl acrylate,PMA)为原料、短切碳纤维(Cf)为增强相,采用悬浮聚合法制备碳纤维增强聚甲基丙烯酸甲酯-聚丙烯酸甲酯基复合材料(carbon fiber-reinforced polymethyl methacrylate-polymethyl acrylate matrix composites,Cf/PMMA-PMA)。研究碳纤维含量(质量分数,下同)对Cf/PMMA-PMA显微结构及力学性能(抗折强度、抗压强度和拉伸强度)的影响。结果表明:随碳纤维含量增加,Cf/PMMA-PMA的挠度呈线性增长,而抗折强度、抗压强度和拉伸强度呈先增大后减小趋势。当碳纤维含量为15%时,Cf/PMMA-PMA的抗折强度、抗压强度和拉伸强度分别达到最大值115.5、244.6MPa和158.6MPa。     

HDPE及增韧HDPE的力学性能与测试条件的关系

于23℃时,研究了拉伸、弯曲速度及试样缺口剩余宽度对高密度聚乙烯(HDPE)、HDPE/弹性体、HDPE/E型增韧母料(E-TMB)的拉伸、弯曲及冲击强度等力学性能的影响。结果表明,所研究的测试条件对这三种材料力学性能影响的程度不同:对于这三种材料,均是拉伸速度对拉伸屈服应力、弹性模量影响的程度较小,对断裂伸长率影响的程度较大,弯曲速度对弯曲弹性模量、弯曲强度影响的程度较大;三种材料中,拉伸速度对断裂伸长率影响程度最大的是HDPE/弹性体,最小的是HDPE/E-TMB,弯曲速度对弯曲弹性模量、弯曲强度影响程度最大的是HDPE/E-TMB,最小的是HDPE/弹性体;随外力作用速度增大性能并非匀速变化,对不同的材料、不同的性能有相应的敏感区;试样缺口剩余宽度对HDPE/E-TMB的悬臂梁缺口冲击强度影响程度较大,而且缺口剩余宽度由7.8mm增加到8.0mm是影响的敏感区,对HDPE、HDPE/弹性体的影响的程度很小。     

氰酸酯树脂/聚甲基丙烯酸甲酯合金的异步合成及表征

采用异步合成法,将经过预聚的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)接枝到双酚A型氰酸酯树脂(BADCy)中制备BADCy/PMMA合金材料。对合金材料进行力学性能测试和动态热机械分析,研究了不同PMMA含量对合金材料弯曲、冲击性能及玻璃化转变温度(Tg)的影响。利用傅立叶变换红外光谱和扫描电子显微镜对其结构和形态进行了分析与表征。结果表明,PMMA接枝到了BADCy的分子链上,形成了半互穿网络结构;随PMMA含量的增加,合金材料的弯曲强度、弯曲弹性模量和冲击强度总体上呈先上升后降低的趋势,当PMMA质量分数为15%时,弯曲强度和弯曲弹性模量分别达到最大,其值为196.29 MPa和9.83 GPa,比纯BADCy提高了74.5%和92.0%;当PMMA质量分数为20%时,冲击强度达到最大值17.95 kJ/m2,比纯BADCy提高了88.3%,此时材料冲击断面呈现出典型的韧性断裂特征。与纯BACDy相比,合金材料的Tg略有降低。     

碳纤维增强聚甲基丙烯酸甲酯的性能和断裂形态

本文着重研究了碳纤维/聚甲基丙烯酸甲酯(CF/PMMA)复合材料的力学性能,并借助于扫描电镜(SEM)和热分析方法(TG)测定了CF/PMMA复合材料的拉伸断裂形态和热性能。结果表明,CF/PMMA复合材料的拉伸强度,冲击强度随CF含量的增加而提高,而线膨胀系数随CF含量的增加而下降。证实了CF对热塑性树脂复合材料有明显的热氧稳定作用,并对断裂形态与性能之间关系作了初步探讨。     

碳酸钙改性PBAT的力学性能及结晶行为

以可生物降解塑料聚己二酸对苯二甲酸丁二酯(PBAT)为基体、工业级CaCO₃为填料,采用熔融共混制备PBAT/CaCO₃复合材料。探究CaCO₃含量对复合材料力学性能和结晶行为的影响,并且,筛选出综合力学性能较好的PBAT/CaCO₃复合材料。力学性能测试结果表明,添加少量CaCO₃(5%、10%)后,PBAT/CaCO₃复合材料的拉伸强度有小幅降低,断裂伸长率和冲击强度增大;当CaCO₃含量达到20%及以上时,复合材料的拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度均显著降低,与纯PBAT相比,最大降幅分别为36.40%、60.00%、87.42%;弯曲强度、弯曲模量、拉伸模量均随CaCO₃含量的增加而增大。DSC结果表明,添加CaCO₃后,PBAT/CaCO₃复合材料的熔融和结晶温度均显著提高,结晶度降低,透明性降低。     

废旧轮胎胶粉/PP复合材料的研究

研究了不同含量的废旧轮胎胶粉对聚丙烯力学性能的影响,并采用脱硫、自由基聚合反应改善两相的相容性。结果表明：加入未经处理的胶粉时,复合材料拉伸强度和断裂伸长率随着胶粉含量的增加而降低。当胶粉含量为70 ％(质量分数,下同)时,拉伸强度由37 MPa降至7 MPa,断裂伸长率由108 ％降至35 ％左右。冲击强度随着胶粉含量的增加呈现先升后降趋势,当胶粉含量为20 ％时,冲击强度达到14 kJ/m2。加入处理后的胶粉,拉伸强度随胶粉含量的增加而降低的趋势变缓。冲击强度和断裂伸长率随着胶粉含量的增加呈现先升后降趋势。胶粉含量为30 ％时,冲击强度可达18.5 kJ/m2,断裂伸长率约为320 ％.