六偏磷酸钠直接交联改性热塑性淀粉塑料

将六偏磷酸钠(SHMP)直接与淀粉和甘油混合,通过挤出注塑工艺制备了SHMP交联改性的热塑性淀粉塑料(TPS),研究了SHMP添加量对TPS拉伸强度、冲击强度、耐水性能及转矩流变性能的影响。结果表明,当SHMP含量为6%时,淀粉塑料的拉伸强度最高,达到3.75 MPa,断裂伸长率为190%;冲击强度比TPS略有下降;表面接触角由46.34°增加到76.12°,耐水性明显改善;转矩流变曲线表明,此时峰值转矩适中,有利于加工成型。     

注塑工艺制备二氧化硅/热塑性淀粉复合材料

通过溶胶-凝胶法首先合成了二氧化硅微球,与玉米淀粉和甘油直接混合后,先用双螺杆挤出机挤出造粒,再用注塑工艺制备了二氧化硅/热塑性玉米淀粉复合材料(SiO_2/TPS),研究了共混体系中不同含量的SiO_2对复合材料的力学性能(拉伸强度、冲击强度)、动态力学性能(DMA)、以及流变加工性能(转矩流变)的影响。结果表明,随着共混体系中SiO_2含量的增加,复合材料的拉伸强度、冲击强度、次级松弛转变温度呈先上升后下降的趋势,在SiO_2含量为2%时,性能达到最佳,分别为8.78 MPa、14.85 kJ/m~2和53.64℃,而转矩流变曲线表明,此时具有较高的峰值转矩,复合材料的加工成型性能有所下降。     

六偏磷酸钠不同添加方式对聚乙烯醇纤维增强淀粉塑料的影响

研究了六偏磷酸钠(SHMP)的不同添加方式对聚乙烯醇纤维(PVAF)增强淀粉塑料性能的影响,两种添加方式分别为:直接添加,将SHMP直接与PVAF、淀粉和甘油共混;分散后添加,先将SHMP分散于甘油,再与PVAF和淀粉共混。测试了不同添加方式下淀粉塑料的拉伸强度、冲击强度、接触角及转矩流变性能。结果表明,SHMP含量为6%时,直接与分散后添加相比,拉伸强度最大值由2.7倍提高至3.35倍,冲击强度由1.5倍提高到1.7倍,接触角从60.9°提升到70.2°,峰值扭矩则由109.82 N·m增加至132.37 N·m,这说明分散后添加能有效提高淀粉塑料的性能,此时PVAF增强淀粉塑料的综合性能最佳。     

光引发剂含量对热塑性淀粉塑料整体光交联的影响

将光引发剂二苯甲酮直接与淀粉和甘油共混,并通过挤出注塑工艺制备了热塑性淀粉(TPS)塑料。在最佳光照时间15 min的条件下,研究了不同光引发剂含量对其力学性能、动态热力学性能和耐水性能的影响。结果表明,当光引发剂含量为1%时,经紫外光照射后的TPS可形成最佳交联网状结构,力学性能与耐水性能显著提高。拉伸强度、弯曲强度及冲击强度达到最大值,分别为6. 31 MPa、8. 2 MPa及77. 68 k J/m~2。与纯TPS的相比,拉伸强度、弯曲强度及冲击强度分别提高了4. 15 MPa、4. 59 MPa及58. 91 k J/m~2;玻璃化转变温度达到最高值,T_β和T_α分别为-33. 62℃和81. 63℃;表面接触角由纯TPS的42. 3°增加至80. 3°,此时材料的吸水量最小,显著改善了材料的表面耐水性能和吸水性能。     

聚乳酸纤维/聚乙烯醇纤维协同增强热塑性淀粉复合材料

为提高热塑性淀粉（TPS）塑料的力学和耐水性能,通过挤出工艺制备了含量为1 %（质量分数,下同）的聚乳酸纤维（PLAF）及不同含量的聚乙烯醇纤维（PVAF）共同增强的热塑性淀粉复合材料。研究了含量为0.2 %~1.4 %的PVAF对TPS/PLAF/PVAF复合材料力学性能、断面形貌、耐水性能及转矩流变性能的影响。结果表明,同时加入PLAF和PVAF能有效提高复合材料的力学性能及表面耐水性能;当PLAF和PVAF含量为1 %时,复合材料的拉伸强度从纯TPS的1.98 MPa提高到10.53 MPa,冲击强度由纯TPS的33.4 kJ/m²提高到62.23 kJ/m²,水接触角由纯TPS的46.34°提高到65.02°,TPS/PLAF/PVAF复合材料的平衡扭达到最大值15.75 N·m。     

含长链端羧基超支化聚酯的合成及改性环氧胶黏剂的研究

首先以偏苯三甲酸酐(TMA)和聚己内酯二元醇(PCL2054)为原料合成了AB2单体,然后采用准一步法合成了端羧基超支化聚酯G2.0。采用红外光谱(FT-IR)对合成产物进行了结构表征。经研究发现,10phr体系拉伸强度由42.85MPa提高到54.28MPa,增幅为26.67%;15phr体系80℃拉伸剪切强度由32.51MPa提高到47.95MPa,增幅为47.49%,冲击强度由27.71k J/m2提高到52.11k J/m2,增幅为88.05%;20phr体系90°剥离强度由1.50k N·m-1提高到4.75k N·m-1,提高了217.67%;但聚酯含量过高,改性体系固化物弯曲强度下降明显。     

淀粉/聚乙烯醇复合材料的制备及性能

采用玉米淀粉、聚乙烯醇、水及少量甘油为原料,在90～100℃的条件下,直接注塑成型,制备了淀粉/聚乙烯醇复合材料。采用扫描电子显微镜、热重分析仪、万能试验机、冲击试验机及土壤掩埋法,研究了淀粉/聚乙烯醇复合材料的微观形貌、力学性能及降解性能。结果表明,随着聚乙烯醇含量的增加,复合材料的断裂伸长率和冲击强度逐渐上升,当聚乙烯醇含量增至20%时,断裂伸长率和冲击强度分别达到50. 1%、27. 3 k J/m2;降解速率逐渐下降,其值在聚乙烯醇含量增至20%时,下降至39. 0%;拉伸强度呈先上升后下降的趋势,当聚乙烯醇含量为10%时,达到最大值15. 0 MPa。     

氨基表面改性二氧化硅/热塑性淀粉复合材料的制备与性能

为了进一步提高热塑性淀粉(TPS)的力学性能,用硅烷偶联剂KH-550对二氧化硅微球(SM)表面进行氨基化改性(SM-NH₂),并且,添加至热塑性淀粉基体中,得到SM-NH₂/TPS复合材料,研究了添加量对拉伸强度、冲击强度、动态力学性能、热稳定性和流变加工性能的影响。研究发现,当SM-NH₂的添加量为2.0%时,复合材料的拉伸强度由3.25 MPa增大至9.28 MPa,冲击强度由6.222 kJ/m²增大至14.635 kJ/m²;玻璃化转变温度T_α达到最大,其值为53.67℃;微商热重曲线中最大分解速率对应的温度为321.8℃,热稳定性最佳;扭矩峰值和平衡扭矩分别为47.23 N·m和10.86 N·m,流变加工性能下降。     

CPVC/ASA二元共混体系性能研究

研究了氯化聚氯乙烯/丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物（CPVC/ASA）共混体系的力学性能、耐热性能、流变性能和微观结构。结果表明,随着ASA含量的增加,CPVC/ASA共混体系的拉伸强度和耐热性能下降,而悬臂梁缺口冲击强度较CPVC有较大提高;塑炼过程中,CPVC/ASA共混体系熔体的平衡扭矩大大降低,稳定性增强;当ASA含量为30份时共混体系各项性能最佳,冲击强度为11.18 kJ/m2,拉伸强度为48.64 MPa,维卡软化点为105.4 ℃,平衡扭矩为21.4 N·m,较纯CPVC的平衡转矩降低了7 N·m。     

CaCl_2对PA6/OMMT/POE-g-MAH复合材料结构与性能的影响

通过挤出机熔融共混法制备了PA6/POE-g-MAH/OMMT/CaCl_2复合材料,研究了CaCl_2含量对PA6/POE-gMAH/OMMT/CaCl_2复合材料结晶行为及其力学性能的影响。结果表明:随着CaCl_2含量的增加,PA6/POE-g-MAH/OMMT/CaCl_2复合材料的弯曲强度呈现出逐渐增大的趋势。当CaCl_2为9%时,复合材料的弯曲强度达到最大值76.6 MPa。另外,随CaCl_2含量的增加,复合材料拉伸强度和冲击强度都呈现出先增大后减小的趋势。当CaCl_2为5%时,复合材料的拉伸强度(70.8 MPa)和冲击强度(11.8 k J/m2)分别达到最大值,与纯PA6相比拉伸强度(65.5 MPa)和冲击强度(5.5 k J/m2)分别提高了8%和114%。结晶性能研究表明:随着CaCl_2含量的增加,复合材料的成核温度、增长温度及熔融温度向低温方向移动。     

双恶唑啉及环氧类扩链剂对PA6的改性效果比较

通过熔融挤出的方法分别用环氧类扩链剂和双恶唑啉类扩链剂对尼龙(PA)6进行扩链增黏,并对扩链产物的特性黏度,力学性能和加工性能等进行了测试,对比了两类扩链剂对PA6的改性效果。结果表明,当这两类扩链剂的质量分数均为0.9%时,PA6的各项性能最佳;双恶唑啉类扩链剂对PA6的改性效果比环氧类扩链剂要好。相对于纯PA6,添加质量分数为0.9%的双恶唑啉类扩链剂,可使扩链PA6的特性黏度由0.86 d L/g增加到1.57 d L/g,熔体流动速率由14.3 g/10 min降到5 g/10 min,缺口冲击强度由5.5 k J/m2增加到7.3 k J/m2,拉伸强度由54 MPa增加到65.85 MPa,断裂伸长率由130%增加到450.9%,弯曲强度由53.16 MPa增加到72.66 MPa,平衡扭矩由2.1 N·m升高到5.3 N·m。     

聚醚离子液体的合成及其对酚醛树脂性能的影响

采用开环聚合法合成聚环氧氯丙烷中间体,再分别与N-甲基咪唑和吡啶反应合成了聚醚咪唑型离子液体(PIIL)与聚醚吡啶型离子液体(PPIL),并用红外与核磁进行结构表征。然后将合成的2种聚醚离子液体分别与酚醛树脂预聚物共混,制备了改性酚醛树脂。研究了2种聚醚离子液体及其用量对改性酚醛树脂的拉伸剪切强度、冲击强度及游离醛释放量的影响。结果表明:聚醚型离子液体的添加明显改善了酚醛树脂的胶合性能和冲击强度,并降低了游离醛含量。聚醚咪唑离子液体改性酚醛树脂的性能优于聚醚吡啶型离子液体,其拉伸剪切强度从最初的1.15 MPa提高到6.94 MPa,冲击强度从最初的2.10 k J/m2提高到9.51 k J/m2,游离醛含量从最初的1.76%降低到0.14%。     

表面紫外交联对淀粉塑料性能的影响

提出用表面紫外交联的方法来提高热塑性淀粉塑料(TPS)的力学和耐水性能。首先,将淀粉直接和甘油混合,通过挤出注塑工艺制备了TPS,再将溶于乙醇的光引发剂(XBPO)[苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦]涂覆在TPS表面并进行紫外交联,测定了样条的力学性能和表面接触角的变化,研究了不同紫外光照射时间对TPS性能的影响。结果表明,当紫外光照射时间达到15 min时,TPS的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度均达到最高,分别为4.01 MPa、12.5 MPa、312.92 k J/m~2;表面接触角由42.3°增加到95.77°,耐水性改善十分显著。     

滑石粉对聚丙烯/聚烯烃弹性体共混物结晶行为和力学性能的影响

采用双螺杆挤出机制备了均聚聚丙烯(PPH) /聚烯烃弹性体( POE) 共混物和PPH/POE/滑石粉三元共混体系。使用差示扫描量热仪和万能试验机研究了共混物和复合材料的结晶性能、力学性能和加工性能。结果表明,POE对PPH力学性能和结晶性能有明显的影响,随着POE用量的增加,PP/POE共混物的结晶度明显下降,PPH/POE 共混物的冲击强度明显提高,但拉伸强度显著降低。POE含量为20 %时,冲击强度由2.1 kJ/m2提高到39 kJ/m2,拉伸强度由30 MPa 降低到22MPa。加入滑石粉可以提高PPH/POE共混物的拉伸强度,滑石粉添加量1份时,可使共混物的拉伸强度提高到24 MPa。     

耐热PVC/SMA制备与性能研究

将PVC/SMA共混物进行制样检测并分析其力学性能、塑化性能、流变性能。结果表明:SMA添加量为10%时,共混体系拉伸强度提高至53.16 MPa,当SMA添加量为20%时,共混体系拉伸强度下降至41.54 MPa;共混体系冲击强度随SMA添加量的增加而下降;共混体系维卡软化点随SMA添加量的增加而提高,当SMA添加量为20%时,共混体系维卡软化点为87.2℃;转矩流变测试表明,共混体系具有较好的加工性能;旋转流变仪测试表明,共混体系的储能模量与维卡软化点趋势相符,而复数黏度与转矩流变平衡扭矩的变化趋势一致,均随着SMA添加量的增加而减小,这都证明共混体系具有良好的塑化性能、加工性能以及耐热性。     

椰壳纤维/PBS可降解复合材料的研究

采用碱溶液和偶联剂对椰壳纤维进行表面处理,用转矩流变仪的密炼装置,制备未进行表面处理的不同纤维含量的椰壳纤维/PBS(聚丁二酸丁二醇酯)复合材料和经表面处理的不同纤维含量的椰壳纤维/PBS复合材料。重点研究了椰壳纤维和偶联剂含量对复合材料力学性能的影响。结果表明,椰壳纤维含量和偶联剂含量对复合材料的力学性能影响最大。当椰壳纤维含量为45%时,复合材料的力学性能最好,其拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别为38.59 MPa、52.43 MPa、10.45 k J/m2;偶联剂含量对冲击强度影响不大,但氢氧化钠浓度对冲击强度有一定影响。随着椰壳纤维含量的增加,材料的力学性能相应提高;偶联剂含量增加,纤维-树脂的界面黏结性能提高,材料的力学性能随之提高。扫描电子显微镜(SEM)图片显示,碱处理和偶联剂很好地改善了纤维-树脂的界面黏结性能。     

PA6/MGF复合材料的力学及摩擦学性能

用硅烷偶联剂KH550和二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)分别对磨细玻璃纤维(MGF)进行表面改性(即KMGF,M-MGF),采用熔融法制备PA6/MGF复合材料。实验结果表明:PA6/M-MGF复合材料中M-MGF质量分数为20%时,拉伸强度从65.82 MPa提高到71.78 MPa,缺口冲击强度从11.86 k J/m2提高到23.73 k J/m2,增强增韧作用优于PA6/K-MGF复合材料;摩擦磨损性能研究发现,PA6/M-MGF复合材料的摩擦因数随着M-MGF质量分数的增加而下降;PA6/M-MGF和PA6/K-MGF复合材料的磨损率的变化趋势一致。     

聚丙烯/木粉复合材料的制备及其力学性能的研究

以聚丙烯为基体,木粉为填料,采用机械共混、二次挤出共混和注塑成型方法制备不同木粉含量的PP/木粉复合材料,并且测定了PP/木粉复合材料的力学性能。实验结果表明:随着木粉用量的增加,复合材料拉伸强度逐渐增大;木粉用量为60%时,复合材料拉伸强度达到最大值36.04 MPa;木粉用量为80%时,复合材料拉伸强度降低到34.60 MPa。木粉的含量由20%增加到80%,复合材料弹性模量由579.12 MPa增加到869.80MPa,断裂伸长率从18.92%降低到7.39%,冲击强度由9.33 kJ/m2降低到7.76 kJ/m2。这是因为PP/木粉复合材料体系中随着木粉含量的增加,木粉起到了应力集中的作用,使材料变脆,冲击强度降低。     

本体光交联对热塑性淀粉塑料性能的影响

将光引发剂二苯甲酮直接与淀粉和甘油共混,并通过挤出注塑工艺制备了热塑性淀粉（TPS）塑料,研究了不同紫外光照时长对其力学、动态热力学、热稳定和耐水性能的影响。结果表明,当紫外光照时长为15 min时,TPS可形成最佳的交联网络结构,显著提高其性能,拉伸强度,弯曲强度,冲击强度分别可达4.57 MPa、7.1 MPa及69.39 kJ/m2;储能模量有所提高,玻璃化转变温度达到最高,Tβ和Tα分别为-35.63 ℃和53.96 ℃;最大分解速率对应的峰值温度（Tp）由TPS的317.81 ℃提高到330.48 ℃;表面接触角由纯TPS的42.3 °增加至77.2 °,显著提高了耐水性能。     

3D打印PLA/麦秸粉复合材料的力学性能优化

将聚乳酸(PLA)作为基体,麦秸粉作为增强体,通过挤出成型工艺制备用于熔融沉积成型3D打印的木塑复合材料。采用正交试验设计的方法,通过对复合材料的力学性能进行测试,探索最佳的制备工艺。结果表明,随着麦秸粉平均粒径的增加,复合材料的弯曲强度与冲击强度出现先上升后下降的趋势,当平均粒径为120μm时,弯曲强度与冲击强度分别达到60.51 MPa,12.84 k J/m~2;麦秸粉的含量在1%时,复合材料的弯曲强度与冲击强度达到最大值,分别为62.87 MPa,12.72 k J/m~2;硅烷偶联剂KH550的加入会提高复合材料的力学性能,对冲击强度的作用效果强于弯曲强度,当KH550的添加量为8%时,冲击强度达到12.90 k J/m~2;马来酸酐接枝聚丙烯相容剂(MAPP)的添加会使复合材料的弯曲强度与冲击强度先上升后下降,当MAPP含量为1%时,复合材料的弯曲强度与冲击强度分别为62.68 MPa,11.91 k J/m~2,达到最大值。