阻燃抗静电聚甲醛复合材料的制备及性能研究

采用抗静电剂与氮-磷阻燃剂进行复配,制备了阻燃抗静电改性聚甲醛,并研究了阻燃抗静电复配助剂对聚甲醛的表面电阻率、阻燃性能、力学性能和热稳定性的影响。结果表明,随着导电炭黑和碳纳米管含量的逐渐提高,聚甲醛复合材料的表面电阻率逐渐降低,其中碳纳米管效果更佳;当复配体系中聚磷酸铵/三聚氰胺尿酸盐/热塑性酚醛树脂/碳纳米管比例为20/7/3/10时,聚甲醛复合材料的阻燃级别为FV-1级,表面电阻率为104Ω,拉伸强度和缺口冲击强度分别为46.2 MPa和3.8 kJ/m~2。     

玻纤增强PTT复合材料流变性能研究

通过熔融共混挤出制备加入不同玻纤(GF)和硅烷偶联剂的玻纤增强聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)复合材料,并用扫描电镜(SEM)观察玻纤与PTT树脂基体的界面黏结形态,用毛细管流变仪研究了不同温度条件下玻纤增强PTT复合材料熔体的流变性能,得到了熔体流变性能关系曲线。实验结果表明：复合材料的流变行为符合假塑性流体的流动规律。随着玻纤的增加,复合材料的黏度增大、非牛顿指数变小、黏流活化能变大;偶联剂的加入,使熔体黏度变大、非牛顿指数变小、黏流活化能变小。     

玻纤增强PMMA复合材料的流变行为研究

研究了长玻纤和短玻纤增强聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)复合材料的动态流变性能.结果表明,由于长玻纤比短玻纤更易发生缠结,长玻纤增强PMMA复合材料具有更高的动态模量和动态粘度,且其模量和粘度具有更高的浓度依赖性;长玻纤增强PMMA复合材料时,随着玻纤含量的增加,剪切变稀现象更加明显.     

长玻纤增强聚甲醛复合材料的制备与性能

采用熔体浸渍工艺制备了长玻纤增强聚甲醛共聚物复合材料,研究了不同玻纤含量对长玻璃纤维增强聚甲醛复合材料力学、动态力学性能和形态的影响。结果表明:随着玻纤含量的增加,长玻璃纤维增强聚甲醛复合材料的力学和动态力学性能逐渐增加;SEM图片可以看出玻璃纤维在基体树脂中具有良好的分散性。     

聚甲醛/纳米SiO2复合材料的力学性能、结晶行为及热稳定性研究

以改性纳米SiO2为填料,通过熔融共混工艺制备聚甲醛/纳米SiO2复合材料,对其力学性能、结晶行为及热稳定性进行了研究。结果表明:复合材料的拉伸强度和缺口冲击强度随着SiO2含量的增加呈先增大后减小的趋势,二者分别在SiO2质量分数为3%和1%时达到最大;而弹性模量的情况则有所不同,其随着SiO2含量的增加不断增大。DSC测试结果显示,纳米SiO2具有较好的形核作用,能够促进聚甲醛的结晶温度升高,但会抑制晶粒的生长,导致复合材料结晶度的降低。此外,纳米SiO2还能显著提高聚甲醛的热稳定性。与纯聚甲醛相比,复合材料的最大热分解温度在氮气和空气气氛下分别提高了约41.1℃和24.5℃。     

聚甲醛/不同表面修饰二氧化硅纳米复合材料的力学性能、热性能及结晶行为

将氨基改性纳米二氧化硅(RNS)和甲基改性纳米二氧化硅(DNS)分别加入到聚甲醛(POM)基体中,采用熔融共混法在双螺杆挤出机上制备出POM/RNS和POM/DNS纳米复合材料,并对其力学性能、热性能及结晶行为进行了研究。结果表明,当RNS和DNS的含量较低时,可以提高纳米复合材料的拉伸强度和缺口冲击强度,随着纳米填料含量的增加呈先增加后降低的趋势;而弹性模量则随着纳米填料含量的增加而不断增加;RNS的加入能够大幅度提高POM的热分解温度,而DNS则对POM的最大热分解温度影响不大;RNS和DNS均具有较强的异相成核能力,它们的加入可以促进POM结晶温度的上升,并导致POM晶粒尺寸减小。     

活性阻燃剂对复合材料阻燃及力学性能的影响

研究了活性阻燃剂、含卤阻燃剂及二者协同作用对玻璃纤维/环氧树脂复合材料的阻燃性能及力学性能的影响。结果表明复合材料达到同样的阻燃性能活性阻燃剂的添加量明显低于含卤阻燃剂的用量。当二者比例为1:1时,可以起到很好的协同作用,其复合材料的氧指数可以达到28,相比于只添加含卤阻燃剂达到同样阻燃性能的复合材料其力学性能得到明显提高。     

微晶纤维素对阻燃聚乳酸复合材料力学性能、阻燃与热稳定性的影响

以经硅烷偶联剂(KH570)处理的微晶纤维素(MCC)为填料,三嗪系膨胀阻燃剂(CFA)与聚磷酸铵(APP)的复配体系为阻燃剂(C-IFR),聚乳酸(PLA)为基体树脂,采用熔融共混方法制备阻燃MCC/PLA复合材料,研究了MCC对阻燃PLA复合材料的力学、阻燃性能、热稳定性的影响.力学试验结果显示,MCC加入使PLA...     

相容剂对长玻纤增强尼龙66树脂力学性能和流变行为的影响

采用自行研制的熔体浸渍包覆长玻纤装置,制备了长玻纤增强尼龙66(LGF-PA66)复合材料.研究了相容剂乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐(EPDM-g-MAH)对LGF-PA66力学性能和流学行为的影响.结果发现:当相容剂质量分数为2.5%时,复合材料的拉伸强度最大,缺口冲击强度在相容剂质量分数为0%～10.0%范围内近似线性的增加,不同相容剂对力学性能的影响相似.运用了拉伸强度模型和缺口冲击强度模型对实验结果进行了解释.相容剂用量的增加导致了平衡扭矩线性的提高,但对实际加工并没有带来太大的影响.     

磨碎玻纤对聚氨酯弹性体复合材料力学性能的影响

利用一步法制备了磨碎玻纤聚氨酯弹性体复合材料。详细探讨了磨碎玻纤用量对复合材料的拉伸强度、硬度、断裂伸长率、流动性等性能的影响。结果表明,经过有机处理的磨碎玻璃纤维对弹性体有增强增韧作用,尤其玻纤质量分数为15%时,综合效果最好。     

树脂基体对玻纤单向复合材料力学性能的影响

采用玻璃纤维增强聚氨酯(PU)树脂与环氧树脂(EP)分别制备了两种单向复合材料,通过动态接触角与纤维拔出法表征了玻纤与树脂的润湿性和界面强度,并研究了单向复合材料静态与动态力学性能。结果表明,与环氧树脂相比,聚氨酯树脂黏度低和表面张力小,与玻纤之间具有更低的动态接触角和更高的界面强度,使得PU/玻纤复合材料具有更优异的静态力学性能;但在动态测试下,与EP/玻纤复合材料相比,PU/玻纤复合材料具有较低的储能模量、较高的损耗模量和玻璃化转变温度。     

偶联剂对玻纤增强PP复合材料力学性能的影响

选取5种不同型号的偶联剂,采用湿法改性对玻纤表面进行处理,制备聚丙烯/玻纤(PP/GF)复合材料。通过PP/GF的界面行为表征,分析了不同偶联剂对PP/GF复合材料的影响规律。结果表明:GF经偶联剂改性的PP/GF复合材料与未改性的相比,材料力学性能得到大幅度提高。其中以偶联剂KH560改性效果最理想,拉伸强度达到59.14 MPa,压缩强度为70.69 MPa,冲击强度为10.14 kJ/m2。     

增容剂对竹粉/HDPE复合材料力学性能及流变性能的影响

分别以马来酸酐接枝聚乙烯(MAPE)、马来酸酐接枝聚乙烯-辛烯共聚物(MAPOE)和乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)为相容剂,通过熔融共混方法制备高密度聚乙烯(HDPE)/竹粉复合材料。采用万能材料试验机、维卡软化点测量仪和旋转流变仪对该共混物力学性能和流变性能进行详细研究。结果表明,MAPE对竹粉/HDPE复合材料具有很好的增容效果:加入10%MAPE时,复合材料的拉伸强度达到33.3 MPa,提高了50.8%;弯曲强度为46.3MPa,提高了20.0%;缺口冲击强度达到10.22 kJ/m2,提高了95.0%,同时吸水率也得到改善,从0.71%下降至0.62%。流变实验结果表明,MAPE和EAA增容竹粉/HDPE复合材料的黏度较低,而MAPOE体系黏度较高,加工性能变差。     

温度和湿热对玻纤复合材料力学性能的影响

采用真空辅助树脂传递模塑工艺(VARTM)制备了玻纤增强复合材料,测试表征了复合材料在不同温度及湿热环境下的力学性能的变化规律,简单分析了玻纤增强复合材料在不同条件下力学性能变化的原因,结果表明,在-50~150℃范围内,随着温度的升高,玻纤增强复合材料的力学性能呈下降趋势,其下降主要是由树脂的性能变化引起的;长时间的湿热环境也可引起力学性能的降低,这主要是由树脂与纤维的界面受到破坏引起的。温度和湿热对玻纤复合材料力学性能的影响研究为玻纤增强复合材料在工程上的应用提供了技术支撑。     

玻纤含量对聚醚醚酮/玻纤复合材料性能的影响

采用模压工艺制备了玻璃纤维增强聚醚醚酮(PEEK/GF)复合材料,并研究了GF用量对复合材料力学性能、热力学性能、耐摩擦性能的影响。结果表明:当GF含量为10%时,复合材料的拉伸强度和弯曲强度均达最大值,分别为83.58 MPa和240.84 MPa;GF的引入对复合材料的熔点、玻璃化转变温度、结晶度、储能模量等产生不同影响,其中GF含量为20%的复合材料热力学性能最佳;复合材料的摩擦性能随GF的引入得到了极大的改善,添加25%的GF即可使摩擦系数降低73%。     

聚甲醛动态力学性能及本构行为研究

基于分离式一维霍普金森压杆(SHPB)试验技术,研究了聚甲醛(POM)塑料在室温和高温下的动态压缩力学性能,结合试验数据,对POM塑料的本构方程进行了拟合。研究发现,POM塑料在动态压缩过程中不仅出现材料的应变硬化现象,同时也存在着绝热变形引起的应变软化现象;通过分析所建立的方程预测数据与实验数据在试样应变5%前拟合程度较好。     

凝胶丁腈共聚弹性体增韧聚甲醛的加工流变行为及力学性能

研究了聚甲醛(POM)/凝胶丁腈共聚弹性体(GNBE)共混物的熔体流动指数(MFI)、高压毛细管流变行为和力学性能。结果表明,共混物MFI随GNBE用量的增加下降较大。聚酰胺(PA)对POM/GNBE共混体系的MFI影响较小,而热塑性酚醛树脂(PFR)的影响显著。当PFR的质量份为4时,POM共混物的MFI达最小值(0.053g/min),约为未加增容剂POM共混物MFI的1/6。随着剪切速率的提高,共混物剪切黏度迅速与POM接近。这种黏度变化行为说明共混物比GNBE对剪切速率更敏感,共混物的黏度受POM的影响较大。随着剪切速率的提高,POM与GNBE的黏度比迅速减小,并接近1,说明POM和GNBE在高剪切速率下共混时,GNBE的液滴能够在POM连续相中分散达到最小。含20份GNBE的POM共混物在高剪切速率下的熔体表观黏度与POM相当;在PFR质量份为6时,POM共混物的缺口冲击强度达到21.6kJ/m2,超过了GNBE质量份为40的POM共混物。当PFR质量份为4时,共混物的缺口冲击强度为对应的不加增容剂共混物的冲击强度的2倍多,扯断伸长率提高了55.4%。     

无卤阻燃低密度聚乙烯复合材料的流变性能

采用熔融共混法制备了无卤阻燃低密度聚乙烯(LDPE/FR)复合材料。通过极限氧指数仪和毛细管流变仪等考察了LDPE/FR复合材料的阻燃性能和流变性能。结果表明:随着阻燃剂添加量的增加,LDPE/FR的阻燃性能逐渐提高,当阻燃剂的质量分数为25%时,阻燃体系的极限氧指数达28.3%;LDPE/FR熔体的表观黏度随着阻燃剂添加量的增加以及剪切速率的提升而降低,其非牛顿指数为0.42~0.70,属于典型的假塑性流体。     

凹凸棒对聚丙烯/聚磷酸铵/季戊四醇复合材料阻燃性能及力学性能的影响

以聚丙烯为基体,多聚磷酸铵(APP)/季戊四醇(PER)/凹凸棒(ATP)为复配阻燃剂(其中APP/PER质量比为3:1),通过熔融共混的方法制备聚丙烯复合材料.采用透射电子显微镜(TEM)考察原土ATP的微观形貌和PP/APP/PER/ATP复合材料的阻燃性能及力学性能.实验结果表明:ATP与APP/PER对PP有协同阻燃作用.当ATP质量含量为2%,复配阻燃剂APP/PER/ATP总量为26%时,PP/APP/PER/ATP复合材料的氧指数为32%,拉伸强度比纯PP提高4.3%,冲击强度比纯PP也提高15.2%.