纳米CaCO3/PP复合纤维的制备及力学性能研究

通过共混包覆法与母粒法制备出纳米CaCO3/PP复合纤维,研究了2种工艺对复合纤维力学性能和分散性能的影响,分析了其力学性能的不匀率,并讨论了其增强机理.结果表明,在共混包覆法中,高速混合机所提供的高剪切力和聚合物的强黏附性使纳米CaCO3在PP中具有良好的分散性,由FTIP可知在纳米CaCO3与PP之间形成了C-O-Ca键,使纳米粒子与PP基体形成较强的结合力,进而提高了纤维的强度,且加工简易,有效地降低了生产成本,而母粒法效果较差.     

AA改性纳米CaCO3/聚丙烯的力学性能

用熔融挤出法制备了丙烯酸(AA)改性纳米CaCO3／PP母料及复合材料，系统研究了两种粒径的纳米CaCO3、单体AA和引发剂DCP的用量，以及制备母料的不同基体对纳米CaCO3／PP复合材料力学性能的影响。结果表明纳米CaCO3／PP复合材料的力学性能高于微米CaCO3／PP复合材料，纳米CaCO3对PP有增强增韧作用。在制备母料过程中加入AA，有助于进一步提高纳米CaCO3／PP复合材料的力学性能。加入少量DCP也有利于提高复合材料的力学性能。制备母料的基体为粉状PP的力学性能高于粒状PP。     

母料制备纳米CaCO3/PP复合材料的结晶性能

本文用溶液法制备的不同单体改性PP包覆纳米CaCO3母料制备纳米CaCO3/PP复合材料,用DSC和POM研究了复合材料中PP的结晶与熔融行为及结晶形态.研究结果表明改性复合材料中PP的结晶温度与单体类型和用量有关.单体的极性增加,异相成核作用越强.除马来酸酐外,反应单体改性对PP熔融温度影响不大,但峰形不同.丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、马来酸酐和苯乙烯改性更有利于形成β晶,β晶熔融峰的强度与单体类型有关;但丙烯酸改性无β晶形成.改性复合材料的球晶明显变小.     

纳米CaCO3/PP的等温结晶动力学

熔融制备了纳米CaCO3／PP复合材料,用DSC研究了纳米CaCO3用量、制备方法、粒径和结晶温度对PP等温结晶行为的影响。并用Avrami方程分析了CaCO3／PP复合材料的结晶动力学。结果表明,纳米CaCO3时PP有异相成核作用,随纳米CaCO3用量增加,结晶加快。随结晶温度提高,结晶时间延长。Avrami指数n在2．0～2．6．纳米CaCO3加入对PP的成核与生长机理影响不大。     

PMMA/CaCO3纳米复合材料的制备与性能

用硅烷偶联剂KH-570对纳米CaCO3表面进行改性处理,采用原位聚合法制备了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/CaCO3纳米复合材料,用溶解实验、扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)等方法对纳米CaCO3粒子和PMMA基体之间的界面相容性进行了表征,考察了复合材料的力学性能.结果表明,纳米CaCO3在基体中可能起到...     

纳米CaCO3／PP／PS复合材料的结晶与熔融行为

熔融方法制备了纳米CaCO3／PP／PS复合材料，DSC研究了PP／PS、增容PP／PS共混物及其纳米CaCO3填充共混物的结晶与熔融行为。研究结果表明加入PS对PP结晶行为影响不大，但导致PP熔点下降，熔融峰从单峰变为双峰。纳米CaCO3和增容剂对PP／PS共混物中PP结晶存在异相成核作用，提高PP结晶温度和熔点，PP—g—MA和PP—g—AA的异相成核作用比CaCO3的大。PP—g—MA增容的PP／PS共混物和CaCO3填充共混物有利于PP形成β晶，但CaCO3填充共混物、PP—g—AA的增容PP／PS共混物和CaCO3填充共混物无β晶形成。     

纳米CaCO3增韧混凝土复合材料的制备及机理研究

以纳米CaCO₃作为掺杂填料,在普通硅酸盐水泥中掺入不同含量的纳米CaCO₃（0,2%,4%和6%）(质量分数),制备出了一系列纳米CaCO₃混凝土复合材料。对其晶格结构、微观形貌、孔隙分布、力学性能和抗碳化性能进行了分析表征,探讨了纳米CaCO₃增韧混凝土复合材料的机理。结果表明,适量纳米CaCO₃的掺杂,使混凝土复合材料的水化产物晶型更好、结晶度更高,表面变得更加致密化和均匀化,且有效降低了有害孔及多害孔的占比,提高了无害孔和少害孔的占比。当纳米CaCO₃的掺杂含量为4%（质量分数）时,混凝土复合材料表面的改善效果最好,碳化深度最低为5.91 mm,抗压强度和劈裂强度均达到了最大值,分别为37.92和2.37 MPa。综合可知,纳米CaCO₃的最佳掺杂比例为4%（质量分数）。     

铝酸酯偶联剂的合成及其对PVC／L—CaCO3和—PP／L—CaCO3的…

通过异丙醇铝与相应的有机酸反应，合成了４种单核型铝酸酯偶联剂。粘度法测试结果表明，它们对碳酸钙粒子均有很好的表面改性作用。初步试验表明，有３种铝酸酯可明显提高软质ＰＶＣ／Ｌ－ＣａＣＯ３共混物的力学性能，但４种铝酸酯对ＰＰ／Ｌ－ＣａＣＯ３共混物的力学性能均无改善，说明铝酸酯的偶联作用不但与它们的分子结构有关，而且和偶联的对象有关。     

纳米CaCO_3/PET短纤维/聚丙烯复合材料的制备及性能

制备了纳米CaCO3/聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)短纤维/聚丙烯、CaCO3/PET短纤维/聚丙烯复合材料。分别测试了复合材料的力学性能,结果发现,与纳米CaCO3/聚丙烯、PET短纤维/聚丙烯两相复合材料相比,三相复合材料的力学性能尤其是冲击性能有明显的提高。采用X射线衍射(XRD)、动态力学分析(DMA)、电子扫描(SEM)系统研究了复合材料的增强机理,结果发现,在三相复合材料中,纳米CaCO3的加入明显提高了PET短纤维与聚丙烯基体界面之间的作用力和相容性,同时纳米CaCO3与PET短纤维的协同效应诱导了聚丙烯β晶的生成。     

纳米CaCO3/EPR/PP复合材料性能与结构研究

采用双辊混炼和挤出制样的方法制备了纳米CaCO₃/EPR/PP复合材料。通过PCM、TEM及力学性能测试研究了复合材料的力学性能及EPR和CaCO₃粒子的分散状况。在纳米CaCO₃/EPR/PP复合体系中,纳米CaCO₃粒子的加入,不但使冲击强度显著提高,而且使弯曲弹性模量显著提高。纳米CaCO₃粒子的增韧机理在于纳米CaCO₃粒子的加入使弹性体EPR的分散更加均匀,EPR颗粒的粒径变小,进而与纳米CaCO₃粒子产生协同增韧的作用。      

Preparation of active CaCO3 nanoparticles and mechanical properties of the composite materials

A new technique was investigated in this paper. The new technique could not only omit the activation process, but reduce energy consumption and use linseed oil which is vegetable grease as modification agent, therefore, the new technique is an environmentally friendly process. Active CaCO₃ nanoparticles were directly prepared via carbonation of Ca(OH)₂ slurry in the presence of linseed oil at 20 °C. When the weight ratio of linseed oil to CaCO₃ nanoparticles was 3%, the active ratio of the product was 99.07%. When adding the active CaCO₃ nanoparticles into PVC (the weight ratio of CaCO₃ nanoparticles to PVC about 10:100), the mechanical properties of PVC composite materials were significantly improved. The reason might be that there is CC bond in linseed oil, and this makes the formation of polymer easy.     

PA6/EPDM-M/CaCO3三元复合材料力学性能影响因素研究

通过两步法工艺制备了PA6/EPDM-M/CaCO3三元复合材料,并研究了CaCO3粒径、CaCO3用量、EPDM-M用量及预混时间对该复合材料力学性能的影响。研究表明CaCO3粒径对复合材料的力学性能影响最大,尤其是冲击性能。并采用SEM观察了试样的冲击断面,结果显示,含CaCO3粒径较小的复合材料在受到外力冲击时发生明显的塑性变形,断面呈现微纤化,具有较高的冲击强度。     

麦秸粉与HDPE/PP基复合材料的制备及性能研究

本文采用麦秸粉为增强体,分别与高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)热塑性塑料基体采用挤出方式混合制备木塑复合材料,研究麦秸粉与HDPE、PP的配比对复合材料性能的影响。利用高速混合机在一定条件下对麦秸粉、热塑性塑料和其他助剂进行混合,利用双螺杆挤出机熔融造粒,单螺杆挤出机挤出成型,对制备的麦秸粉/塑料复合材料进行物理力学性能测试。结果表明:加入少量麦秸粉使木塑复合材料力学性能降低,随着麦秸粉含量的增加,复合材料的力学性能呈提高的趋势;当麦秸粉含量超过一定比例时,木塑复合材料力学性能降低,且冲击性能降低明显;本次试验HDPE基木塑复合材料力学强度略高于PP基木塑复合材料。     

自润滑Cr/C复合镀层的制备和机械性能研究

采用闭合场非平衡磁控溅射技术,固定碳靶电流参数,调节铬靶电流参数,在GCr15轴承钢球、45#钢和单晶硅基体上制备出自润滑Cr/C复合镀层。用XRD对镀层相结构进行分析,测试了镀层的摩擦系数、磨损率、结合强度、硬度和韧性,用光学显微镜观察镀层磨损形貌。结果表明,镀层相结构为非晶态,随铬靶电流变大逐渐向晶态转变;与未镀层的基体相比,镀层有良好的摩擦磨损性能和载荷承载能力;镀层随铬靶电流增加,硬度逐渐降低,韧性逐渐提高。所获铬电流为0.1和0.3A镀层有很好的自润滑性能,且后者有良好的综合机械性能。     

原位ZrB2p/Al复合材料的制备及其力学性能研究

以Al-10%(质量分数)Zr和Al-3%(质量分数)B合金为原料,在高能超声作用下采用熔体直接反应法成功地制备了ZrB2p/Al复合材料。利用X射线衍射仪、扫描电镜等分析了复合材料的物相和显微组织,并测试了其力学性能。结果表明,经过高能超声处理后,复合材料中的ZrB2颗粒尺寸更小,分布也更均匀。复合材料的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到94、81MPa和14.5%,较未施加高能超声场的复合材料分别提高了10.6%、15.7%和16.0%。     

针状硅灰石/NR-SBR-BR复合材料力学性能

研究不同粒径、添加量的针状硅灰石/NR- BR SBR复合材料的拉伸性能、硬度、摩擦系数等力学性能及微观结构.结果表明:针状硅灰石具有较好的增强效果,能较大程度的提高NR BR-SBR橡胶的摩擦系数；硅灰石粒径、添加量对复合材料的各项性能影响较大,硅灰石添加量为45份时,复合材料的拉伸性能最好、摩擦系数较高,可用作高摩...     

Sn/Ti-C复合负极材料的制备及性能研究

通过水热法把Sn02-TiO2混合物吸附于葡萄糖微球上,然后在氩气气氛下碳热还原得到Sn/Ti-C纳米复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM)和蓝电测试系统表征材料物相结构及电化学性能。结果表明:800℃下合成的负极材料首次放电比容量可达到814.5mAh·g-1,经过100次循环后充放电效率仍保持在99.1%。     

聚丙烯/尼龙6/纳米蒙脱石复合材料的制备及热性能研究

采用熔融插层法成功制备了聚丙烯(PP)/尼龙6(PA6)/有机化蒙脱石(OMMT)纳米复合材料.用X-衍射分析(XRD)和透射电镜(TEM)观察OMMT层间距的变化和材料的结构,用示差扫描量热法(DSC)和热重分析(TG)研究了其热性能,并考察了纳米复合材料的拉伸强度.研究结果表明,OMMT的层间距由2.200nm扩大到2.800nm,PP/PA6合金高分子链取代了有机化蒙脱石层间的十六烷基三甲基溴化铵而进入到蒙脱石的片层间,加入质量分数为4%的OMMT的复合材料不仅使材料的拉伸强度提高了约15%,还提高了材料的热稳定性,使剩炭率增加了8.1%.     

Microstructure effect on the mechanical properties of heterogeneous composite materials

Statistical continuum theory is a powerful tool for predicting the effective properties of heterogeneous materials, where the shape of the fillers is random over the representative volume element (RVE). Due to this geometrical complexity of the shape of fillers, the heterogeneous material might present some anisotropy, which can be difficult to measure experimentally. In these cases the statistical continuum theory can be used as a tool to predict the degree of anisotropy. The aim of the present work is to present an implementation method based on analytical probability functions that can be easily integrated numerically to predict the effective properties of heterogeneous materials. In this regard, the strong-contrast version of the statistical continuum theory is used to predict the effective mechanical properties of heterogeneous materials. For validation, the effective mechanical properties of porous P-311 glass are predicted using the strong-contrast approach, and compared to experimental results and to ones calculated using a differential scheme (DS) model, which is based on Eshelby’s theory of inclusion embedded in an equivalent continuum matrix. Further, to demonstrate the effectiveness of the strong-contrast approach in dealing with anisotropic materials, the effective mechanical properties of a macroscopically anisotropic heterogeneous material are predicted and compared to ones calculated using the DS model. Finally, remarks on the implementation of the strong-contrast approach are highlighted through calculations using fillers with different sizes.