改性矿渣作为填料对聚丙烯力学性能的影响

采用改性剂Si-69对矿渣(SP)进行表面处理得到改性矿渣(MSP),以聚丙烯(PP)为基体、MSP代替传统无机填料通过熔融共混的方式制备PP/MSP复合材料,分析改性矿渣对PP/MSP复合材料力学性能的影响,探讨改性矿渣在PP基体中的分布状况及其与PP结合的紧密程度。结果表明：MSP质量分数在0～40%范围内,随MSP含量的增加,PP/MSP复合材料的拉伸强度呈先升后降的变化趋势、但均高于PP纯样,弹性模量呈上升趋势,冲击强度呈先升后降的变化趋势;MSP质量分数为20%时,PP/MSP复合材料的综合力学性能最好,弹性模量达508.9 MPa,相比于PP纯样提升了39.6%,冲击强度也由1.83 kJ/m²提高至1.96 kJ/m²;改性剂Si-69一侧为长链烷基、另一侧为水解产生的Si—OH,Si—OH与SP表面的—OH结合,长链烷基与PP基体亲和性较强,致使MSP与PP基体结合紧密,极大减少MSP在PP基体中的团聚,大幅提升PP/MSP复合材料的力学性能。     

三维泡沫状石墨烯/乙丙橡胶复合材料的制备及其性能

为提高乙丙橡胶(EPR)的力学性能,由氧化石墨烯(GO)经过水热反应制备出大尺寸的三维泡沫状石墨烯(GF),然后将一定量的乙丙橡胶的氯仿溶液分别浇入不同量的GF中并将溶剂蒸干后,通过直接冷压和双螺杆挤出机制备出不同质量分数的三维泡沫状石墨烯/乙丙橡胶(GF/EPR)复合材料;采用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对GF和复合材料结构进行表征,并考察了GF的添加量以及直接冷压和双螺杆挤出机两种加工方式对复合材料的力学性能影响.结果表明:GF的加入能显著提高复合材料的拉伸强度.当GF的质量分数小于1%时,通过冷压制备的材料拉伸强度和断裂伸长率提升明显.其中,GF的质量分数为0.5%,其拉伸强度提高了1.9倍,而且其断裂伸长率也增加了28.6%.当GF添加质量分数≥5%,经双螺杆挤出共混后,复合材料具有更高的拉伸强度,但是GF添加质量分数≤3%的复合材料的拉伸强度和断裂伸长率都下降很多.     

热处理对石墨烯镁基复合材料拉伸性能及微结构的影响

为研究时效对石墨烯纳米片/镁基复合材料(GNPs/AZ31)力学性能的影响,对GNPs/AZ31进行了300℃固溶1 h和200℃分别时效4、8、12、16、20、24 h的热处理,并开展不同时效时间下的GNPs/AZ31微观组织表征与拉伸力学性能试验研究。单轴拉伸力学试验发现,随着时效时间的增加,GNPs/AZ31的力学性能呈现出先增加后减小的趋势,在时效时间为20 h时的综合力学性能最好,抗拉强度、屈服强度、延伸率、断裂功和显微硬度分别为381 MPa、258 MPa、23.7%、76 J/m³和75.7 HV,比未处理的GNPs/AZ31复合材料分别提高了9.5%、4.5%、13.9%、24.6%和37.6%。微结构表征试验结果表明,随着时效时间的增加,GNPs/AZ31内第二相(Mg₁₇Al₁₂)的析出数量明显增加,并且时效过程均以增加粒径小于1.0μm的小尺寸颗粒的连续析出为主;XRD图谱显示,随着时效时间的增加,Mg₁₇Al₁₂相衍射峰强度得到加强,GNPs/AZ3...     

硅灰石的改性及HDPE/硅灰石复合材料的研究

用硅烷偶联剂改性硅灰石,填充HDPE制备HDPE/硅灰石复合材料.从红外光谱、拉伸强度、冲击强度等方面对其性能进行了表征.结果表明:硅灰石经硅烷偶联剂改性能降低其表面能,提高其疏水性,用量为硅灰石质量1.3%～2%为宜;改性硅灰石填充HDPE能提高复合材料的弯曲强度和抗冲击强度,但降低了复合材料的拉伸强度,填充量以30%为宜.     

尼龙66/氧化石墨烯纳米复合材料力学性能的分子动力学模拟

氧化石墨烯是一种理想的纳米填料,可以用于提高聚合物复合材料的力学性能。利用分子动力学模拟和ReaxFF反应力场研究了尼龙66/氧化石墨烯纳米复合材料的力学性能。模拟结果表明:氧化石墨烯片在尼龙66基体中具有较好的分散性,加入5片氧化石墨烯片后(质量分数为3%),尼龙复合材料在室温下的密度为1.12g/cm3,玻璃化转变温度为389 K;复合材料的屈服强度和杨氏模量比纯尼龙66分别提高了27%和49%,达到2 512 MPa和9 448 MPa;氧化石墨烯分子和尼龙分子链间能形成分子间氢键,通过氢键分析揭示了尼龙66/氧化石墨烯复合材料力学性能增强的微观机理,当拉伸过程开始后,每片氧化石墨烯和尼龙分子链间的氢键数量保持在3~4个,这些分子间氢键使得氧化石墨烯片和尼龙分子间保持着较强的结合力,尼龙基体所受的拉伸应力能够转移到强度更高的氧化石墨烯片上,从而实现材料力学性能增强的效果。     

灾后重建用板房夹层泡沫聚苯乙烯的回收与改性

在四川"5·12"抗震救灾期间,地震灾区共建设板房62.5×104套,其中成都约有19×104套.按照灾后恢复重建和城市建设规划,数十万套活动板房将逐步拆除或回收利用,为了有效地回收利用板房夹层泡沫聚苯乙烯,以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)作为增容剂,通过乙烯-辛烯共聚物(POE)和不同分子量的高密度聚乙烯(HDPE)来协同增韧回收废旧聚苯乙烯(rPS).通过rPS/POE/HDPE/SBS四元体系制得的废旧PS复合材料的冲击强度为12.6 kJ/m2,拉伸强度为25.2 MPa,可以替代高抗冲聚苯乙烯(HIPS)使用,具有很好的经济效益和环境效益.通过添加复配抗老化配方,复合材料的抗紫外老化和抗热氧老化性能均得到提高,大大延长了复合材料的使用寿命.     

十二烷基硫酸钠/硼酸复合改性水滑石阻燃剂的制备及其在聚丙烯中的应用

为改善水滑石(LDH)与聚合物基体相容性差、阻燃效率低的问题,利用离子交换法制备了十二烷基硫酸钠(SDS)和硼酸复合改性的水滑石,并将其作为阻燃剂,经熔融共混法制得PP/LDH复合材料。采用红外、XRD、SEM和TGA对改性水滑石的结构、形貌和性能进行分析,利用极限氧指数仪和锥形量热仪对PP/LDH复合材料的阻燃性能进行分析。结果表明：复合改性方法有效扩大了水滑石的层间距,改善了其与PP基体间相容性,有利于LDH阻燃剂在PP中的均匀分散。复合改性LDH的添加大大提升了PP/LDH复合材料的阻燃性能;当向PP中添加质量分数为20.0%的阻燃剂时,该材料的极限氧指数值由纯PP的18.0%提升至30.9%,热释放速率峰值由纯PP的1215.84 kW/m²下降至50.70 kW/m²,烟释放总量由纯PP的12.66 m²下降至6.15 m²。该研究为高阻燃性能聚丙烯的制备及应用提供了策略支撑。     

NMMO工艺纤维素膜的制备及其强度性能研究

对N-甲基吗啉-N-氧化物(简写为NMMO)工艺纤维素薄膜的制备工艺做了简要描述,并对该工艺法成膜的强度性能的影响因素进行了研究,以期为优化NMMO工艺纤维素薄膜的制膜工艺、提高薄膜的强度性能提供理论基础.实验结果表明:随着铸膜液浓度由6%增加到10%,薄膜的拉伸强度从1.43 MPa提高到了13.25 MPa,断裂伸长率也从27.2%提高到了46.0%;随着溶解温度从100 ℃升高到120 ℃,薄膜的拉伸强度从1.71 MPa下降到1.33 MPa,断裂伸长率从32.7%下降到24.4%;随着刮膜速度从1 m/min增大到3 m/min,薄膜的拉伸强度从1.43 MPa提高到7.54 MPa,断裂伸长率由27.2%增长到40.1%;随着凝固浴温度从10 ℃升高到30 ℃,薄膜拉伸强度从2.23 MPa降低到1.3 MPa,断裂伸长率由38%下降到22.7%.     

改性碳纳米管/高密度聚乙烯复合材料正温度系数性能

以高密度聚乙烯(HDPE)为基体,改性的碳纳米管(CNTs)为导电填料,采用熔融法制备正温度系数(positive temperature coefficient,PTC)复合材料。通过扫描电子显微镜和热敏电阻曲线测试仪以及冲击试验机等,观察CNTs/HDPE复合材料的微观形貌,研究PTC效应随CNTs含量变化规律及对力学性能的影响。结果表明:CNTs在HDPE基体中分散性较好;当CNTS含量在体积分数为9%时,CNTs/HDPE复合材料的室温电阻率为102?·cm,PTC强度达4个数量级;HDPE基体中加入经过表面修饰过的CNTs后,复合材料的力学性能明显提高。当CNTs的体积含量在8%时,复合材料的冲击性能较纯HDPE提高了93%。     

氧化石墨烯尺寸对天然橡胶复合材料性能的影响

采用乳液复合工艺将不同尺寸的氧化石墨烯(graphene oxide, GO)与天然胶乳(natural rubber latex, NRL)复合,制备NR/GO纳米复合材料。研究了GO横向尺寸对复合材料流变性能、力学性能及形态结构的影响。研究表明由于空间运动受限作用,填充大尺寸氧化石墨烯(large size GO,LGO)的胶乳的黏度值突增至3 600 mPa·s^-1,相对纯胶乳增加了30倍。仅填充1%的小尺寸氧化石墨烯(small size GO,SGO)的复合物,材料的拉伸强度与拉伸韧性分别提高了15%与25%。通过透射电子显微镜(TEM)研究,LGO在橡胶基体内构筑层-层隔离结构而SGO在橡胶基体内构筑成网络隔离结构。     

硼酸酯偶联剂在滑石粉/HDPE复合体系中的应用

将自制含有双键和酰胺键的新型可聚合硼酸酯作为偶联剂用于改性滑石粉,填充于高密度聚乙烯树脂中制备成滑石粉/HDPE复合体系.结果表明:经自制硼酸酯偶联剂改性过的滑石粉可均匀分散在聚乙烯中,且与基体界面结合良好.改性滑石粉/HDPE复合体系的力学性能较未改性滑石粉/HDPE复合体系、KH-550改性滑石粉/HDPE复合体系的力学性能均有所提高,在改性滑石粉添加量为40份,偶联剂添加量为滑石粉质量的2%时,综合力学性能最佳,拉伸强度达到33.52 MPa,弯曲强度为32.99 MPa,断裂伸长率为73.22%,冲击强度为7.06 kJ·m-2.复合体系流动性能测试结果表明,添加硼酸酯偶联剂改性的复合体系熔融指数明显提高,达到0.146 g/min.     

微波法制备石墨烯及其功能化对环氧树脂性能的影响

为了高效低成本地制备高质量石墨烯,在微波炉中加热可膨胀石墨（graphite intercalation on compounds,GIC）制备膨胀石墨,然后将聚醚胺（D2000）接枝在石墨烯（GnPs）表面,制得功能化石墨烯（D2000-g-GnPs）并分析其表征。随后用超声分散和磁力搅拌制备了环氧树脂（epoxy resin,EP）/石墨烯复合材料黏合剂。研究改性前后石墨烯对增强环氧树脂机械性能和拉伸断裂面表面形貌的影响。实验表明,环氧树脂的拉伸强度、杨氏模量、断裂韧性以及断裂能量释放率都随着石墨烯含量的增加先增加后减少,在改性石墨烯质量分数达到0.3%时复合材料的机械性能达到最大值。拉伸强度达到76.269 MPa,比未改性前的石墨烯/环氧树脂复合材料提高了24.95%;杨氏模量达到1.315 GPa,提高了10.97%;断裂韧性达到1.79 MPa·m0.5,提高了16.23%。此外,添加D2000-g-GnPs使环氧树脂黏合剂的导电性大幅提高,得到较低的渗流阈值为1.0%。     

添加明胶优化仿贝壳TiB2/Al-Cu复合材料的组织和力学性能(英文)

采用冷冻铸造及压力浸渗制备了TiB₂/Al-Cu层状复合材料。研究了明胶含量对复合材料组织和力学性能的影响。同时,分析了其组织、断裂和磨损机理。结果表明,随着明胶添加量的增加,TiB₂/Al-Cu复合材料的抗压、抗弯强度和韧性均有所提高。当明胶含量为1.0 wt%时,复合材料具有最佳的力学性能,其抗压强度、抗弯强度、裂纹萌生韧性(K_IC)和裂纹扩展韧性(K_JC)分别为(625±13) MPa,(626±4) MPa,(22.23±0.2)MPa·m^1/2和(54.43±2.4) MPa·m^1/2。此外,明胶的加入提高了TiB₂/Al-Cu层状复合材料的耐磨性能。力学性能和耐磨性能提高均归因于添加明胶后,陶瓷片层开始弯曲且桥接增多,TiB₂/Al-Cu层状复合材料微观结构得到优化。当复合材料受到外部载荷时,增加了形成多裂纹可能性,同时弯曲的陶瓷片层和陶瓷桥接有效地阻碍了金属片层间的剪切流动并抑制了金属的塑性变形,最...     

氧化石墨烯-多壁碳纳米管/环氧树脂复合材料力学性能研究

通过对原始多壁碳纳米管进行功能化处理,得到了羧基功能化的多壁碳纳米管,并利用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯,通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜分别对它们的形貌进行了观察.研究了在环氧树脂中加入多壁碳纳米管和氧化石墨烯总质量分数为0. 1%的前提下,不同比例的多壁碳纳米管与氧化石墨烯对环氧树脂纳米复合材料力学性能的影响.结果显示,氧化石墨烯和多壁碳纳米管确实能够改善环氧树脂复合材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、储能模量等力学性能,氧化石墨烯对于复合材料拉伸性能的提高要优于多壁碳纳米管,而多壁碳纳米管对复合材料弯曲性能的改善要优于氧化石墨烯.     

基于次磷酸铝的低烟阻燃天然橡胶研究

天然橡胶的阻燃和抑烟是其用作轨道交通减振材料极其重要的安全性能指标。为了提高天然橡胶的火安全性,使用次磷酸铝协效氢氧化铝阻燃天然橡胶。锥形量热测试结果表明,在20份次磷酸铝和100份氢氧化铝的添加量下,两者的协同阻燃效果最佳,能使天然橡胶的最大热释放速率从515 kW/m²降低至169 kW/m²,总烟生成量从43 m²/m²降低到14 m²/m²,峰值热释放和总烟生成量的降幅均高达67%。力学性能测试结果表明,单独添加次磷酸铝会大幅恶化橡胶材料的力学性能,而次磷酸铝协同氢氧化铝使用仍使橡胶材料的力学性能保持在较高水平：拉伸强度大于15 MPa,永久压缩形变小于30%。因此,次磷酸铝与氢氧化铝复配使用不仅能起到协同阻燃天然橡胶的作用,还能维持其较高的力学性能。本文的研究成果为获得阻燃低烟的天然橡胶提供了一种新的技术策略。     

改性石油树脂增容PVC／HDPE共混体系的研究

为了提高聚氯乙烯 (PVC)和高密度聚乙烯 (HDPE)的相容性 ,研制性能优越的PVC/HDPE共混材料 ,采用自合成的改性石油树脂 (MPR)作为PVC和HDPE的增容剂 ,通过对PVC、HDPE及MPR容度参数的考察、PVC/MPR/HDPE共混物的动态力学分析 (DMA)以及共混材料冲击试验等 ,研究了共混物的相容性和流变特性 ,在此基础上研制了PVC/MPR/HDPE共混材料 ,进而研究了共混材料的力学性能。结果表明 ,MPR是PVC/HDPE的一种良好增容剂 ,MPR的增容作用使得PVC/HDPE有了一定程度的相容性 ,并使共混体系具有良好的流动性能 ,明显改善了共混物的加工性能 ;并在保持PVC材料拉伸强度、弯曲强度等具有较高保持率的前提下 ,显著提高材料抗冲性能 ,当PVC/MPR/HDPE共混物的质量配比为 10 0∶8∶6时 ,所制共混材料的冲击强度达到 5 0 .6kJ/m2 ,是纯PVC的 10倍多 (纯PVC冲击强度为 4 .9kJ/m2 ) ,同时共混材料拉伸强度、弯曲强度的保持率也在 90 %以上。合适配比的PVC/MPR/HDPE共混物具有良好的塑化效果和加工性能 ,共混材料具有优良的综合性能     

铁磁体/碳复合材料红外衰减性能

制备研究了掺杂锰、钴、镍的含锌铁磁体/碳复合纳米材料,使用傅里叶变换红外光谱仪采用KBr压片法测试了它们在波长2.5~25μm的红外透过率,根据朗伯-比尔定律计算了质量消光系数.结果表明:锰锌铁磁体/碳复合材料和钴锌铁磁体/碳复合材料随着焙烧温度的升高质量消光系数先增大后降低;锰锌铁磁体/碳复合材料于800℃焙烧后在8~14μm波段质量消光系数能达0.1 m²/g.700℃焙烧后,钴锌铁磁体/碳复合材料质量消光系数在3~5μm波段达0.2 m²/g,在8~14μm波段能达0.25 m²/g;镍锌铁磁体/碳复合材料在焙烧后其8~14μm远红外波段的消光性能得到加强,质量消光系数达0.17 m²/g,但是3~5μm波段质量消光系数由原来的0.5 m²/g降低到了0.15 m²/g.     

SAPO-34分子筛改性聚丙烯复合材料性能研究

不同添加量的 SAPO-34 分子筛作为添加剂, 对聚丙烯材料进行改性。通过挤出注塑制备出 SAPO-34 分子 筛聚丙烯复合材料。采用示差同步扫描热分析仪 (TG-DSC)、X 射线衍射仪 (XRD)、扫描电子显微镜 (SEM) 等对改 性前后的聚丙烯复合材料的结构进行表征, 并通过万能材料试验机和摆锤式冲击试验机等研究了复合材料的力学性 能。研究结果表明: SAPO-34 分子筛的添加对聚丙烯材料的力学性能具有显著的提升作用, SAPO-34 分子筛添加量 在 5% 时可达到最大的拉伸与冲击强度, 最大拉伸强度可达 1 171 N, 相比纯聚丙烯材料提高了 14.5%; 最大冲击强 度可达 6.39 kJ/m², 提高了 47.2%。     

不同尺寸石墨烯/聚酰胺66复合材料的制备与性能

为了研究不同尺寸石墨烯对聚酰胺66(PA66)性能的影响,利用高速剪切的方法来改变石墨烯的尺寸,制备出不同片径尺寸的石墨烯;先将石墨烯分散在去离子水中,通过控制剪切时间来获得不同尺寸的石墨烯,利用熔融共混将石墨烯与PA66混合得到复合材料,再利用微型注塑机制备得到复合材料哑铃型样条;利用透射电镜、示差扫描量热仪、万能拉伸机、X射线衍射仪对石墨烯的尺寸、复合材料的结晶度、力学性能、晶粒大小进行测试分析。结果表明:PA66加入石墨烯,聚合物的熔点、力学强度和结晶度都有一定的提升,相比于纯PA66熔点提升了3～5℃,力学强度提高了100～180 N,结晶度提高了2%～3%;石墨烯的添加量质量分数为0.3%时复合材料的力学性能最佳,石墨烯尺寸在2～3μm时,复合材料的拉力达到949.11 N,结晶度为33.2%;PA66力学性能随着石墨烯尺寸的减小先增加后减小。     

PLA/R-TiO2复合材料的紫外光老化行为

为研究聚乳酸/金红石型二氧化钛(PLA/R-TiO₂)复合材料抗紫外老化行为,揭示R-TiO₂散射紫外光线的抗老化机理,采用熔融共混法制备PLA/R-TiO₂复合材料,通过差示扫描量热(DSC)分析、X射线衍射(XRD)、全反射红外光谱(ATR-FTIR)、力学性能测试,以及扫描电镜(SEM)观察等方法,研究PLA经紫外光辐照前后的结构性能变化以及R-TiO₂在改善PLA抗紫外光性能方面的作用。结果表明:R-TiO₂的引入可促进PLA结晶,结晶度由12.11%增加到25.91%;随老化时间延长,PLA拉伸强度下降了94.5%,色差值增加到4.13,表面出现裂纹和孔洞结构;随R-TiO₂用量增加,拉伸强度下降幅度明显降低,色差值减小,其中R-TiO₂添加量为3wt%时可有效改善PLA的紫外稳定性。