改性石墨烯的制备及对石墨烯/HDPE非等温结晶动力学的影响

为了研究改性石墨烯(MGN)对高密度聚乙烯(HDPE)结晶行为的影响, 采用化学氧化还原法制备出石墨烯(GN)和MGN, 并用熔融共混法制备出GN/HDPE和MGN/HDPE 复合材料。采用红外光谱仪和差示扫描量热仪对GN和MGN的结构及复合材料的结晶行为做了测试, 并用莫氏方程对复合材料进行了非等温结晶动力学研究。红外光谱结果表明硬脂酸分子已成功接枝在GN上; 差示扫描热分析结果表明MGN对HDPE结晶行为的抑制程度比GN更明显。      

石墨烯微片/天然橡胶纳米复合材料的研究

目的 研究石墨烯微片的添量对石墨烯微片/天然橡胶纳米复合材料性能的影响,并对机械共混法和胶乳共混法进行比较。方法 探索复合材料的制备工艺,利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、拉曼光谱(RDS)、万能力学试验机等对石墨烯微片和石墨烯微片/天然橡胶纳米复合材料的形貌、结构以及性能进行分析和研究。结果 测试结果表明,石墨烯微片作为填料添加到复合材料中,使复合材料的性能得到了增强。相比纯橡胶而言,石墨烯微片(10 phr)/天然橡胶复合材料的拉伸强度增加了41.5%,热导率增加了153.3%。结论 石墨烯微片可以大幅度提高复合材料的性能,并且胶乳共混法制备的复合材料的性能要优于机械共混法制备的复合材料的性能。     

石墨烯纳米片改性PBT研究

目的采用石墨烯纳米片对聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)进行改性,以提高其耐热性能和力学性能。方法采用熔融共混法制备PBT/石墨烯纳米片(MLGN)纳米复合材料,通过DSC、SEM、DMA、耐热性能及力学性能测试,研究石墨烯纳米片对PBT性能的影响。结果石墨烯纳米片具有明显的异相成核效果,显著降低了PBT的结晶活化能,加入质量分数为1%的石墨烯纳米片后,结晶活化能降低了66.2%,加入2%后降低了72.8%;石墨烯纳米片与PBT分子链间具有较强的相互作用,有利于提高PBT的结晶峰值温度、玻璃化转变温度、维卡软化温度和拉伸强度。当MLGN质量分数为2%时,玻璃化转变温度提高了1.7℃,维卡软化温度提高了8.8℃,拉伸强度提高了17%左右。MLGN的质量分数在2%以内对冲击强度没有影响。结论石墨烯纳米片能明显改善PBT的耐热性能和力学性能。     

制备方法对PEG/石墨烯复合相变材料热性能的影响

采用熔融共混的方法制得聚乙二醇(PEG)/石墨烯复合相变材料,并利用真空吸附、添加助剂的方法改善PEG与石墨烯的结合度。研究结果表明:石墨烯的加入可以增加PEG的结晶度,提高复合相变材料的储能密度,偶联剂的加入和真空吸附能进一步提高PEG的结晶度,在PEG用量为95%(wt,质量分数),石墨烯用量5%(wt,质量分数),采用真空吸附法制得的PEG/石墨烯复合相变材料(样品D)的熔融焓为138.62J/g、结晶焓为121.60J/g,在所有样品中最高。     

改性聚乙烯醇/聚乙二醇共混复合材料的制备与性能

通过溶液共混法制备了改性聚乙烯醇(VE-PVA)与不同类型聚乙二醇(PEG)的共混复合材料,分别研究了相对分子质量、含量、不同端基类别的聚乙二醇对VE-PVA/PEG复合材料性能的影响。通过差示扫描量热分析、动态力学分析、拉伸测试、动态流变测试等考察VE-PVA/PEG复合材料的热性能、力学性能及流变性能。结果表明,PEG和VEPVA是相分离体系,各自形成独立的晶相。PEG在一定程度上会阻碍VE-PVA结晶,降低其结晶温度和结晶度。PEG对VE-PVA有明显的增塑和润滑作用,能降低熔体黏度,改善体系加工性能。而且PEG中端羟基含量越大,增塑作用越强。当PEG质量分数小于10%时,能提高复合材料的断裂伸长率。     

纳米MgO/高密度聚乙烯复合材料的性能

通过熔融共混法制备了纳米MgO/高密度聚乙烯(nano-MgO/HDPE)复合材料, 并对该复合材料的力学性能进行了测试, 用SEM对nano-MgO在nano-MgO/HDPE复合材料中的分散情况进行了观测, 通过紫外可见光谱研究了复合材料的紫外屏蔽性能, 通过TG研究了复合材料的热稳定性, 通过DSC研究了复合材料的结晶性能。结果表明:虽然nano-MgO的引入使HDPE的热分解温度有所降低, 但nano-MgO的引入提高了HDPE的冲击强度、弯曲强度及紫外屏蔽性能。当nano-MgO含量为2wt%时, nano-MgO/HDPE复合材料的冲击强度比纯HDPE高14%。当nano-MgO含量为4wt%时, nano-MgO/HDPE复合材料的弯曲强度比纯HDPE高18%。nano-MgO在nano-MgO/HDPE复合材料中的分散均匀, 且nano-MgO的引入可以促进HDPE的结晶。      

纳米CaCO3改性HDPE复合材料的性能研究

利用熔融共混法制备HDPE/纳米CaCO3复合材料,研究了纳米CaCO3含量对HDPE基体性能的影响。实验结果表明:加入纳米CaCO3后,HDPE基体的力学性能得到提高。其中,随着纳米CaCO3含量增加,复合材料拉伸强度提高,冲击强度、断裂伸长率有所下降。当加入含量为4%时复合材料具有较好的综合力学性能。此后随着纳米Ca-CO3含量的继续增加复合材料性能降低。同时加入纳米CaCO3后,复合材料的结晶起始温度提高,结晶峰变窄,熔融热晗增大,结晶度提高。     

MMT-PVAc/PA6/HDPE共混物中MMT纳米粒子对HDPE结晶性能的影响

采用γ-射线辐照法制备了聚醋酸乙烯酯(PVAc)及聚醋酸乙烯酯／蒙脱土(MMT)纳米复合材料。用熔融共混法制备了PVAc／PA6／HDPE与MMT—PVAc／PA6／HDPE共混物，通过DSC法研究了共混物中HDPE的非等温结晶行为，考察了MMT的存在对HDPE结晶行为的影响。结果表明，体系中MMT的存在有助于提高HDPE的结晶速率与晶体的完整性，单住时间内要达到不同的指定结晶度，所需的降温速率的变化幅度较小。     

氧化石墨烯接枝聚乙二醇对左旋聚乳酸结晶行为和热稳定性的影响

为改善聚乳酸的结晶性能和热稳定性,通过酯化反应将聚乙二醇(PEG)接枝到氧化石墨烯(GO)表面,制备出表面修饰PEG的GO(GO-g-PEG)作为聚乳酸的结晶促进剂。利用溶液共混法制备出不同GO-g-PEG含量的GO-g-PEG/左旋聚乳酸(PLLA)复合材料,通过傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和X射线衍射仪(XRD)表征分析证实PEG成功接枝到GO表面。通过差示扫描热量仪(DSC)、热台偏光显微镜(POM)和热重分析仪(TGA)研究GO-g-PEG对PLLA结晶行为和热稳定性的影响。结果表明：在GO-g-PEG的异相成核及增塑作用下,GO-g-PEG/PLLA复合材料结晶成核密度明显增大,结晶能力和结晶度提高;在PEG接枝量为11.8%(质量分数)时,GO-g-PEG/PLLA复合材料的热分解温度较纯PLLA提高20 ℃左右。     

纳米粒子的分散状态对聚丙烯结晶行为的影响

用普通熔融共混与低剪切应力场下聚合物/纳米粒子的分散共混方法制备出聚丙烯/无机纳米粒子复合材料,采用示差扫描量热法(DSC)与偏光显微镜(PFM)对试样的结晶行为进行研究发现:在填充粒子含量相同情况下,均匀分散的纳米粒子可以较大提高聚丙烯的结晶温度,结晶速率,使晶体尺寸减小,而普通熔融共混制备的试样中,纳米粒子虽然也一定程度增加了聚合物的结晶温度,却并不改变晶体的尺寸。结果表明,当制备聚合物/纳米粒子复合材料时,纳米粒子在基体中的分散程度极大地影响聚合物基体的结晶行为。     

功能化石墨烯/弹性体协同强韧化聚丙烯纳米复合材料的制备和性能研究

利用乙二胺功能化石墨烯(GS-EDA)为纳米填料,马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MAH)弹性体为增韧剂,经熔融共混法制备了PP/POE-g-MAH/GS-EDA纳米复合材料。并采用红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、示差扫描量热仪(DSC)、热失重分析(TGA)、力学性能、热变形温度和熔融指数测试分别对填料和所得纳米复合材料的结构和性能进行了测试和表征。研究表明,EDA已成功接枝于石墨烯的表面上;POE-g-MAH的酐基与GS-EDA的氨基发生了作用改善了共混体系的界面相容性并促进了GS-EDA在PP基体中的分散性。当GS-EDA含量为0.5%(质量分数)时,复合材料的拉伸强度、弹性模量和冲击强度分别较PP/POE-g-MAH提高了25.2%、32.5%和26.9%,此时复合材料的综合力学性能也最好。添加GSEDA提高了复合材料的结晶温度、熔融温度和结晶度。GS-EDA的加入使PP/POE-g-MAH/GS-EDA复合材料的热稳定性提高,而熔融指数逐渐降低。     

纳米ZnO填充乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的动态流变行为

为提供纳米ZnO/乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)复合材料加工及性能优化的理论依据,通过熔融共混法制备了纳米ZnO/EVA复合材料,采用DSC研究了复合材料的熔融结晶行为,采用旋转流变仪分析了纳米ZnO质量分数以及偶联剂表面处理对复合材料体系动态流变行为的影响。结果表明:随着纳米ZnO质量分数的提高,纳米ZnO/EVA复合材料的结晶温度和熔融温度均先上升后下降;但改性纳米ZnO质量分数对改性纳米ZnO/EVA复合材料的熔融温度和结晶温度影响不大。当纳米ZnO的质量分数大于20%时,纳米ZnO/EVA体系的复数黏度发生突变,储存模量-角频率曲线在低频区出现第二平台,对应于应变扫描曲线上出现的两段线性黏弹区域,表明因纳米ZnO粒子间相互关联、团聚及粒子与基体间的相互作用形成了局部有序的逾渗网络结构;而纳米ZnO经偶联剂表面处理后,体系的复数黏度下降,储存模量-角频率曲线没有出现平台,说明改性纳米ZnO在复合材料体系中分散得更加均匀。研究表明偶联剂对纳米ZnO的表面处理改善了纳米ZnO在EVA中的分散性。     

纳米羟基磷灰石/聚乙丙交酯复合材料等温结晶动力学

采用溶液共混法将不同含量纳米羟基磷灰石(n-HA)充填于聚乙丙交酯(PLGA)制得n-HA/PLGA纳米复合材料,用差示扫描量热法(DSC)研究了该复合材料的等温结晶行为并采用Avrami方程处理等温结晶过程,计算结晶动力学参数.结果表明,该n-HA伊LGA复合材料体系结晶速度快慢的温度大部分符合110℃＞100℃＞1...     

纳米SiO_2功能化改性石墨烯/热塑性聚氨酯复合材料的制备与性能

采用Hummers法制备了氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO),再与经硅烷偶联剂(APTES)偶联改性纳米SiO_2所得的产物(nano SiO_2—NH_2)混合,制备了石墨烯片(Graphene Sheets,GS)接枝纳米SiO_2杂化材料(nano SiO_2-g-GS)。以nano SiO_2-g-GS为填料,热塑性聚氨酯(TPU)为基体,通过熔融共混法制备共混型nano SiO_2-g-GS/TPU复合材料,并对填料和复合材料进行测试和表征。拉伸测试显示nano SiO_2-g-GS的加入对基体TPU有一定的补强作用,使复合材料定伸应力(300%、500%和1 000%)增大。DSC测试显示,与纯TPU相比,nano SiO_2-g-GS/TPU复合材料的结晶温度有大幅升高,填料含量为1wt%时,TPU的结晶温度升高了44℃。形状记忆测试结果显示,随nano SiO_2-g-GS含量增加,nano SiO_2-g-GS/TPU复合材料的形状回复率(Rr)逐渐降低,但形状固定率(Rf)逐渐升高。当nano SiO_2-g-GS质量分数为1wt%时,nano SiO_2-g-GS/TPU复合材料性能最佳。     

导电复合相变储能材料的制备及温敏响应性能

为探究相变储能材料聚乙二醇(PEG)的加入对多壁碳纳米管/聚乳酸(PLA/MWCNTs)复合材料的热力学稳定性、导电性能、力学性能和温敏响应行为的影响,采用溶液-熔融共混的方法制备了PLA/MWCNTs/PEG复合材料。PEG的加入能够提高PLA/MWCNTs/PEG复合材料的结晶性能和韧性,添加30%的PEG时,复合材料的起始结晶温度从109.2℃提升至126.5℃,断裂伸长率从11.2%提升到160.6%。等温-电阻测试数据表明,PLA/MWCNTs/PEG复合材料具有较高的导电稳定性能,并随着等温温度的提高,PLA/MWCNTs/PEG复合材料实现了从PTC到NTC效应的转变。此外,在不同温度的循环电阻测试中发现,随着热处理温度(T_end)的提升,复合材料的最大电阻值呈现上升趋势,复合材料的灵敏性得到改善;复合材料在热处理温度T_end=140～150℃的循环温度区间内,PEG的储能效果在降温过程中变得尤为显著,能够释放能量维持复合材料电阻性能的稳定。为制备具有柔性的高灵敏性的温度传感器提供了借鉴。     

嵌段齐聚物修饰纳米SiO2对PET结晶性能的影响

采用溶液聚合法在纳米 SiO2表面接枝两种不同性质的齐聚物聚乙二醇(PEG)和聚对苯二甲酸乙二酯低聚物(LMPET),通过 FTIR、1 H-NMR、XPS 和 HR-TEM 对其结构形貌进行表征。采用熔融共混制备 PET 纳米复合材料,并利用 DSC 和 XRD 对改性纳米 SiO2对 PET 结晶性能的影响进行研究。结果表明,LMPET 通过 PEG 成功接枝到 SiO2表面,粒径尺寸为40~50 nm;纳米 SiO2可作为成核剂诱导 PET 的结晶提高结晶速率,当添加量为2%(质量分数)时,结晶温度得到明显提高。     

石墨烯的种类对剑麻纳米纤维素/石墨烯/聚苯胺复合材料电化学性能的影响

基于绿色可再生的剑麻纳米纤维素,采用超声分散方法制备剑麻纳米纤维素/石墨烯(CNF/G)分散液,通过机械共混法制备剑麻纳米纤维素/石墨烯/聚苯胺(CNF/G/PANI)复合材料,采用红外光谱、X射线衍射、拉曼光谱和扫描电镜对复合材料的结构和形态进行表征,采用循环伏安、恒流充放电、交流阻抗等方法研究材料的电化学性能,侧重研究石墨烯的种类对CNF/G/PANI复合材料电化学性能及结构的影响。结果表明,加入石墨烯纳米片(GNS),聚苯胺(PANI)和剑麻纳米纤维素(CNF)穿插于GNS中,产生较多的孔洞,复合材料的比电容最高值达到322.25 F/g,内阻仅为0.77Ω,在5 A/g的电流密度下,循环充放电1000次,复合材料的电容保持率达到76.92%。     

聚乙二醇改性相变微胶囊-木粉/高密度聚乙烯复合材料的制备与热性能

通过原位聚合法制备了以正十二烷醇(DA)为芯材,密胺树脂(MF)或聚乙二醇改性密胺树脂(PMF)为壁材的相变微胶囊DA@MF和DA@PMF,并将相变微胶囊添加到木粉/高密度聚乙烯复合材料(WF/HDPE)中,制备了具有相变蓄热能力的DA@MF-WF/HDPE和DA@PMF-WF/HDPE复合材料。采用DSC、TG和红外热成像等方法对DA@MF、DA@PMF和相变微胶囊-WF/HDPE的热性能进行了分析与表征。测试结果表明,DA@PMF的结晶和熔融热焓值分别提高了35.0J/g和21.5J/g,快速失重温度提高了19.9℃;蓄热能力测试表明,DA@PMF成功添加至WF/HDPE中,且在制备过程中损失较小;DA@PMF-WF/HDPE的相变温度(27.2、11.3℃)、相变潜热(31.6、20.3J/g)和热稳定性(256.9℃,DA开始失重)等性能表明其具备成为相变蓄热材料的潜力。     

石墨烯纳米片/环氧树脂复合材料的制备与介电性能研究

以天然鳞片石墨为原料,通过Hummers法制备氧化石墨,微波热解剥离制备出少层数的石墨烯纳米片。以硅烷偶联剂KH-560为改性剂,超声共混制备石墨烯纳米片/环氧树脂复合材料。采用FT-IR和SEM分析样品的微观结构和形貌,测试其介电性能。结果表明,随着石墨烯纳米片添加量的增加,复合材料介电常数呈现先增大后减小的趋势,当石墨烯纳米片含量为0.3%(质量分数)时,介电常数达到最大;石墨烯纳米片对复合材料介电损耗的影响与之相反;偶联改性使复合材料的介电常数增大,介电损耗减小。     

石墨烯纳米片/环氧树脂复合材料的制备与介电性能研究

以天然鳞片石墨为原料,通过Hummers法制备氧化石墨,微波热解剥离制备出少层数的石墨烯纳米片。以硅烷偶联剂KH-560为改性剂,超声共混制备石墨烯纳米片/环氧树脂复合材料。采用FT-IR和SEM分析样品的微观结构和形貌,测试其介电性能。结果表明,随着石墨烯纳米片添加量的增加,复合材料介电常数呈现先增大后减小的趋势,当石墨烯纳米片含量为0.3%(质量分数)时,介电常数达到最大;石墨烯纳米片对复合材料介电损耗的影响与之相反;偶联改性使复合材料的介电常数增大,介电损耗减小。