石墨烯/聚丙烯复合材料制备及性能研究

以石墨烯(GNPs)为填料对聚丙烯(PP)进行改性,通过球磨和熔融挤出共混的方法制备了一系列不同GNPs含量的GNPs/PP复合材料。用X射线衍射、扫描电子显微镜、电导率测试及拉伸测试等手段对复合材料的结构和性能进行表征分析,研究GNPs含量对复合材料性能的影响。结果表明:随着GNPs含量的增加,复合材料的电导率逐渐增大;当GNPs质量分数为15%时,复合材料的电导率达到0. 127 S/cm;复合材料的电阻逾渗阈值在GNPs质量分数为5%～8%之间。在力学性能方面,随着GNPs含量的增加,复合材料的拉伸强度呈现出先增加后降低的趋势;当GNPs质量分数为3%时,复合材料的拉伸强度达到最大,为35. 658 MPa,比纯PP提高了21. 04%;复合材料的弹性模量随着GNPs含量的增加而增加,在GNPs质量分数为15%时,复合材料的弹性模量比纯PP提高了89. 6%,达到2 068. 54 MPa。本文对制备高导电和高强度的导电聚合物或者导电纤维母粒可以提供一定的参考价值。     

拉伸力场对聚丙烯/石墨烯微片纳米复合材料形态和性能的影响

设计了2种挤出机头以产生不同加工力场,研究了聚丙烯（PP）/石墨烯微片（GNPs）纳米复合材料的微观形态、导电及导热性能,分析GNPs在PP基体中的分布形态对复合材料的性能影响。结果表明,收敛流道产生的拉伸力场对GNPs有剥离分散作用,减少GNPs团聚;加入静态混合器后产生的混沌混炼力场能进一步提高GNPs在PP中的分散均匀性,有利于构建导电导热网络,从而提高复合材料的导电导热性能;当GNPs含量为6 %(质量分数,下同)时,相比于无静态混合器的拉伸机头,在带静态混合器的拉伸机头挤出下,电导率增大了5个数量级,热导率提高了24.1 %。     

聚丙烯/石墨烯片纳米复合材料阻燃及导热性能

采用熔融共混法制备了聚丙烯(PP)/石墨烯片(GNPs)纳米复合材料。讨论了添加不同质量分数的GNPs对PP/GNPs纳米复合材料的阻燃性能以及导热性能的影响。结果表明,随着GNPs用量的增加,PP/GNPs纳米复合材料的极限氧指数升高,水平燃烧速率下降,烟密度等级虽有波动但总体呈升高趋势;与比表面积大的GNPs相比,比表面积小的对减缓水平燃烧速率作用较好;不同厚度的试样对水平燃烧速率的影响差异很大;随着GNPs质量分数的增加,复合材料的比热容有所降低,热扩散系数明显增加;与比表面积小的GNPs相比,比表面积大的对复合材料散热能力影响更显著。     

无水硫酸钙晶须对PP复合材料的熔融结晶和力学性能的影响

制备了无水硫酸钙晶须(ACSW)填充聚丙烯(PP)复合材料,通过差示扫描量热仪、X射线衍射仪、偏光显微镜、力学性能测试等手段研究了ACSW对PP复合材料的熔融结晶和力学性能的影响。结果表明,ACSW的加入会细化聚丙烯的晶粒,质量分数低于20%的ACSW提高了PP的结晶温度、熔融温度和结晶速率,降低复合材料的拉伸强度;质量分数大于20%的ACSW能提高PP复合材料β晶成核效率和PP的结晶速率,降低复合材料的拉伸强度。当ACSW质量分数为25%时,复合材料的缺口冲击强度较纯PP增加了66%。随着ACSW的含量的增加,复合材料的弯曲强度先增加后降低,并在ACSW质量分数为10%时达到了最大值。     

抗菌聚丙烯的性能及影响因素

选用经表面处理的无机抗菌剂和共聚聚丙烯(PP)及助剂熔融共混制备抗菌PP,研究了抗菌剂在PP中的分散性和抗菌PP的抗菌性能、力学性能及加工性能。结果表明:当抗菌剂质量分数为0.5%时,抗菌PP具有强抗菌性,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率均达到99.0%以上;加入质量分数为1.00%的抗菌剂则具有强抗菌持久性.同时抗菌PP保持良好的力学性能和加工性能。     

POE和自制成核剂协同增透增韧PP的研究

以弹性体乙烯-辛烯共聚物(POE)和自制成核剂为助剂制备了高韧性、高透明聚丙烯(PP)材料.通过DSC、PLM、雾度等测试手段研究了不同POE含量的共混体系的结晶行为、力学和透明性能.结果表明:随着弹性体POE加入量的不断增加,PP的结晶度出现先增大后降低的变化趋势;弹性体POE在加入量较少(质量分数小于10%)时和成核剂具有协同成核效果,可以提高PP的结晶峰温度,提高结晶度,降低材料雾度;在POE质量分数为10%时,可以很好地改善体系的加工性能.     

硅烷偶联剂对PP/GNPs复合材料性能的影响

采用硅烷偶联剂KH550,KH560和KH570对石墨烯(GNPs)进行表面改性,通过预混、熔融共混、挤出制备了聚丙烯(PP)/改性GNPs复合材料,研究了3种硅烷偶联剂对PP/GNPs复合材料性能的影响.结果表明:与PP/GNPs相比,PP/改性GNPs复合材料的力学性能明显提升,KH560改性PP/GNPs复合材料...     

PC/PBT改性聚丙烯的研究

以聚碳酸酯(PC)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)并用且以马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)作为相容剂来改性聚丙烯(PP),详细研究了PC/PBT改性PP的工艺条件以及不同结构对PP共混物性能的影响。结果表明,当PC与PBT的质量分数分别为5.0%和2.5%时,改性PP共混物的拉伸强度为24.0 MPa,缺口冲击强度达到28.9kJ/m~2,比未改性PP的冲击强度提高了7倍。同时研究了PP-g-MAH的用量对PP共混物性能影响,当PC与PBT的质量分数分别为10.0%和5.0%时,PP-g-MAH的质量分数为2.0%时,共混物的缺口冲击强度达到27.8kJ/m~2。PP-g-MAH可有效提高PC/PBT与PP之间的相容性。     

共混顺序对石墨烯微片在PP/PA6/SEBS共混物中的选择性分布和迁移的影响

研究了聚丙烯(PP)/聚酰胺6(PA6)/氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)/石墨烯微片(GNPs)纳米复合材料在不同共混顺序下的微观形貌、导电及导热性能,分析了GNPs在复合体系中的选择性分布和迁移及其对复合材料性能的影响.结果表明,在PP/PA6/SEBS/GNPs共混体系中,GNPs在界面张力的作用下趋向于...     

氢化丁苯橡胶/聚丙烯共混物的耐辐射性能

用自制加氢度为97%的氢化丁苯橡胶(HSBR)通过双螺杆挤出机制备了HSBR/聚丙烯(PP)共混物,考察了HSBR质量分数对共混物力学性能及其在放射量为50 kGy的放射源钴-60下耐辐射性能的影响.结果表明,HSBR对PP具有良好的增韧效果,随着HSBR质量分数的增加,HSBR/PP共混物的冲击强度逐渐增大,拉伸屈服应力和弹性模量的下降幅度较大,拉伸强度的下降幅度较小;HSBR/PP共混物经辐射老化后.当HSBR质量分数为20%时,其冲击强度保持率达到最高值(约90%);当HSBR质量分数大于15%时,其拉伸强度及弹性模量均比辐射老化前略有增加,且拉伸强度不随HSBR质量分数的变化而改变;HSBR与PP具有良好的相容性,HSBR均匀地分散在PP连续相中.     

汽车零部件包装用PP/SBN复合材料的性能研究

正研究单层氮化硼(Single-layerBoronNitride,SBN)对聚丙烯(Polypropylene,PP)力学性能和摩擦性能的影响。方法首先利用超声剥离和硅烷偶联剂KH550表面改性方法制得SBN,用高速混合机将PP、马来酸酐接枝聚丙烯(PP-gMAH)和SBN混合均匀;然后利用注塑机通过熔融共混,制备PP/SBN复合材料。结果当SBN质量分数低于1.6%时PP/SBN的表面硬度和耐磨性能得到了进一步改善;当SBN质量分数高于1.6%时,PP/SBN的力学强度和摩擦性能降低;当SBN质量分数为1.6%时,     

纳米磷酸酯类成核剂对聚丙烯性能的影响

考察了纳米磷酸酯类成核剂对聚丙烯(PP)性能的影响.结果表明:当添加成核剂B质量分数为0.25%时,可将PP雾度降低至40%.当添加成核剂质量分数为0.10%～0.20%.PP的拉伸屈服强度提高10%～15%,弯曲模量提高5%～10%,冲击强度提高100%以上,其中成核剂C可以将均聚PP的冲击强度提高500%.     

PP/PS/煅烧高岭土复合材料的制备及性能研究

研究了用硅烷偶联剂KH560改性的煅烧高岭土对聚丙烯/聚苯乙烯(PP/PS)共混材料的结构及性能的影响。实验结果表明:随着改性煅烧高岭土的加入,复合材料的力学性能、热性能得到提高;加入质量分数为10%的煅烧高岭土时,复合材料的冲击强度提高了33.6%,SEM分析表明,煅烧高岭土的加入在一定程度上增加了PP、PS的相容性。     

PP/甘蔗皮纤维复合材料的拉伸性能

采用热压工艺制造聚丙烯(PP)/甘蔗皮纤维复合材料,并研究其拉伸性能。研究热压温度为175℃、压力为2 MPa、时间15 min工艺条件下纤维粒径大小和质量分数对复合材料拉伸强度和拉伸弹性模量的影响。结果表明:在甘蔗皮纤维质量分数为40%条件下,复合材料拉伸性能随着粒径减小呈现先增加后减少的趋势,当纤维粒径为40~60目(0.45~0.3 mm)时材料拉伸强度最大,为8.58 MPa,此时弹性模量为2.44 GPa;在相同纤维粒径40~60目条件下,纤维质量分数为40%时PP复合材料拉伸强度最大,纤维质量分数为50%时PP复合材料拉伸弹性模量最大,达到2.65 GPa。根据实验结果,甘蔗皮纤维增强PP复合材料在纤维粒径为40~60目、质量分数在40%时综合拉伸性能最佳。     

新型纳米光触媒剂二氧化钛改性聚丙烯的研究

采用一种新型的纳米光触媒剂二氧化钛(TiO2)来改性聚丙烯(PP)，将无机纳米粒子通过熔融共混方法与PP复合制备了纳米TiO2／PP复合材料，利用透射电子显微镜(TEM)观察纳米粒子在聚丙烯基体中的分散效果，研究了纳米TiO2／PP复合材料的力学性能和抗菌性能。实验结果表明，填充量较少时纳米TiO2在PP基体中能够实现良好的分散。力学性能测试结果表明，填加质量分数为1％的纳米TiO2可以明显提高PP材料的抗冲击性能；纳米粒子质量分数在0～1％范围内对复合材料的拉伸强度几乎没有影响；而随着纳米光触媒剂TiO2的加入，PP具有良好的杀菌作用，并且随着TiO2含量的增加，复合材料的抗菌性能呈明显提高趋势。     

关于PIB弹性体改性PP对发泡性能的影响的研究

超临界二氧化碳发泡聚丙烯(PP)与原料的熔体强度关系很大。采用PP与聚异丁烯(PIB)共混的方式来提高PP的熔体强度,研究了不同PIB质量分数下,样品中PP组分的结晶行为的变化,拉伸性能和韧性的变化。然后用自制的发泡设备研究样品的发泡性能与PIB质量分数的关系。结果表明PIB对PP组分的结晶行为影响很小,并发现随着PIB质量分数的增加,样品的拉伸强度和模量逐渐下降,而韧性逐渐增加。随着PIB质量分数的增加,发泡样品的发泡倍率和发泡直径先增加而后降低,泡孔密度的变化趋势正好相反,在PIB质量分数为5%时,发泡倍率和泡孔平均直径达到最大值,而泡孔密度为最小值,同时泡孔直径分布也最窄。     

酒糟增强聚丙烯复合材料的制备与性能研究

通过熔融共混制备了酒糟(DG)增强聚丙烯(PP)复合材料,考察了DG用量、粒径以及马来酸酐接枝聚丙烯（PP-g-MAH）相容剂对复合材料性能的影响。结果表明,DG的加入使得复合材料的热稳定性和阻燃性能提高;PP/DG复合材料的结晶温度随DG含量的增加而升高,说明DG对PP有异相成核的作用;当粒径为100 μm 的DG用量为10 %（质量分数,下同）时,复合材料的缺口冲击强度相比纯PP提高了55.2 %;一定的粒径范围内,复合材料的力学性能与DG粒径呈正相关;PP-g-MAH含量为2 %,DG含量为10 %的复合材料的拉伸强度比未加相容剂时提高了9.3 %,比纯PP提高了4.1 %;PP-g-MAH的加入使得DG颗粒与PP基体间的界面结合明显改善。     

相容剂对碳纤维增强聚丙烯复合材料性能的影响

研究了马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)和甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯(PP-g-GMA)2种相容剂对碳纤维增强聚丙烯(CF/PP)复合材料性能的影响。结果表明:随着相容剂添加量的增加,CF/PP复合材料的拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度增加,相容剂添加质量分数在6%时增加效果最为明显;2种相容剂对熔融温度及结晶度影响不大,但PP-g-MAH对CF/PP复合材料综合性能的提升优于PP-g-GMA。     

玻纤形态对PP/GF复合材料的性能影响与优化

为研究玻璃纤维(GF)形态对GF增强热塑性树脂复合材料的性能影响，以指导开发出力学性能与表面性能均优异的复合材料制品，对比研究了不同GF含量下常规圆GF以及扁平GF增强聚丙烯(PP)的性能差异，并探究了以上两种GF复配使用时复合材料的综合性能，重点研究了不同PP/GF复合材料在力学性能、界面性能、翘曲性能、表面性能方面的差异性。研究表明，在GF质量分数为30%时，PP/GF的力学性能随扁平GF用量的增加而降低，在GF质量分数为50%时，PP/GF的力学性能随扁平GF用量增加而提高。同时，在高GF含量(质量分数50%)下，与常规圆GF相比，扁平GF在PP树脂中分散更均匀，并在熔体流动方向具有更加明显的取向性。此外，当GF质量分数为50%时，使用圆GF制得的薄板翘曲高度为13.8 mm，表面浮纤占比为7.93%，而使用扁平GF制得的薄板翘曲高度降低至3.1mm，表面浮纤占比仅为2.03%，表明在高GF含量下使用扁平GF能有效改善PP/GF复合薄板的翘曲问题，并能有效减少复合板材的表面浮纤。     

低密度高性能聚丙烯材料的制备

以聚丙烯(PP)为基料,碱式硫酸镁晶须(MHSH)为增强填料,聚烯烃弹性体(POE)为增韧剂,制备了晶须/PP复合材料,考查了PP树脂、POE及晶须用量对PP复合材料性能的影响。结果表明,当高熔指PP1/低熔指PP2=42/25,均聚PP3用量为质量分数10%,聚乙烯PE用量为质量分数5%,POE用量为质量分数8%,晶须用量为质量分数14%时,制得的PP复合材料的综合力学性能最佳。