硅橡胶泡沫/空心玻璃微珠复合材料的制备及性能

以α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、α,ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷、含氢硅油、空心玻璃微珠(HGB)为原料,采用室温硫化法制备了一系列不同HGB用量的硅橡胶泡沫(SF)/HGB复合材料,并研究了HGB用量对SF/HGB复合材料的交联密度、泡孔结构、机械性能、动态力学性能的影响。结果表明:HGB质量分数为6.0%时制备的SF/HGB6复合材料具有最佳的综合性能。并考察了SF/HGB6复合材料的静态缓冲性能和动态疲劳性能。结果表明:SF/HGB6复合材料的缓冲系数与聚乙烯泡沫(EPE)非常接近;该复合材料具有较长的疲劳寿命(600万次)和较高的高度保持率(98.4%),远高于EPE(29万次,54.5%);并且SF/HGB6复合材料的缓冲系数在疲劳实验前后几乎没有变化,明显优于传统的缓冲材料EPE,可作为包装领域的缓冲材料。     

环氧树脂/空心玻璃微珠泡沫材料性能研究

以高强度环氧树脂为基体,表面改性处理的空心玻璃微珠(HGB)为填料,经高温固化制备了环氧树脂/HGB泡沫材料,并研究了HGB类型、HGB含量和固化剂用量对泡沫材料压缩性能的影响。研究发现,随着HGB填充量的增大,泡沫材料的密度和压缩强度均下降。当固化剂与环氧树脂物质的量比为0.85时,泡沫材料的抗压性能最好,压缩强度为40.19 MPa。偶联剂改性HGB可以有效改善HGB和基体树脂的粘合效果。当改性HGB质量分数为80%时,与未改性环氧树脂相比,环氧树脂/改性HGB泡沫材料压缩强度提高了5.0%,吸水率下降40.6%。     

中空玻璃微珠填充聚氨酯发泡材料的吸声性能与动态力学性能研究

以聚氨酯（PU）为基体、磷酸三甲酚酯（TCP）为增塑剂、中空玻璃微珠（HGB）和偶氮二甲酰胺（AC发泡剂）为填料,采用熔融共混法制备了软质PU/TCP、PU/TCP/HGB、PU/TCP/HGB/AC材料,研究了增塑剂TCP、填料HGB和AC发泡剂的含量对PU材料的吸声性能和动态力学性能的影响。结果表明,在一定范围内,增塑剂TCP、填料HGB和AC发泡剂的加入显著提升了复合材料的吸声性能,当TCP含量为25 %（质量分数,下同）、HGB含量为10 %、AC含量为2 %时,材料的吸声性能最佳,平均吸声系数达到0.29,且频率为1 714 Hz时吸声系数最大,为0.55;以半峰宽衡量材料的吸声频率宽度,发现在一定范围内增塑剂TCP、填料HGB和AC发泡剂对半峰宽的长度分别有减少、增加的作用,为制备轻质宽频吸声材料提供了实验依据;对PU/TCP、PU/TCP/HGB材料的动态力学性能分析进一步验证了选用25 % TCP和10 % HGB配比对材料整体性能调控的合理性。     

硅橡胶隔热复合材料的制备及性能

采用空心玻璃微珠（HGB）和膨胀蛭石（EVMT）作为隔热填料,分别与高温硫化硅橡胶（HTV）共混制备HGB/HTV和EVMT/HTV隔热复合材料,并考察了隔热填料的种类和用量对隔热复合材料的隔热性能和力学性能的影响。结果表明,随着HGB和EVMT用量的增加,隔热复合材料的导热性能明显下降。相比于HTV试样,当HGB与HTV的质量比为20/100,EVMT与HTV的质量比为10/100时,隔热复合材料的导热系数分别下降了20.44%和12.34%。HGB和EVMT均能提高HTV隔热复合材料的100%定伸应力和邵尔A硬度,降低其拉伸强度与扯断伸长率。当HGB与HTV的质量比为20/100,EVMT与HTV的质量比为10/100时,隔热复合材料的拉伸强度分别为10.51 MPa和11.59 MPa,邵尔A硬度分别为71.6和59.1。     

基于冲击应变响应的缓冲材料缓冲性能评定

水泥基复合材料和泡沫金属等缓冲材料广泛应用于防护工程领域,对缓冲材料性能评定极为重要.基于固体材料与微粒的动态冲击响应,在质量守恒及能量守恒理论的基础上建立缓冲材料缓冲性能的评定方法,确立无量纲指标-缓冲加速度.运用该方法分别对冲击荷载下水泥基复合材料和泡沫金属的缓冲性能进行评定,评定结果表明:柔性骨料混凝土的冲击缓冲性能随骨料掺量增加而提高;泡沫金属材料的冲击缓冲性能与其相对密度和应变率有关,相对密度和应变率越高,其冲击缓冲性能越好.运用相对缓冲加速度所得的评定结果与其他试验现结论相一致.     

隔声阻尼丁腈橡胶/氯丁橡胶复合材料的 制备及性能研究

以丁腈橡胶（NBR）和氯丁橡胶（CR）为主体材料,通过添加云母粉、中空玻璃微珠（HGB）、蒙脱土（MMT）制备隔声阻尼NBR/CR复合材料,并利用正交试验研究NBR/CR并用比、云母粉用量、HGB用量、MMT用量对NBR/CR复合材料阻尼性能和隔声性能的影响,确定NBR/CR复合材料的优化配方组合。结果表明：对于NBR/CR复合材料的最大损耗因子（tanδ_max）,其影响因素的主次顺序为NBR/CR并用比、HGB用量、云母粉用量、MMT用量;对于NBR/CR复合材料的有效阻尼温域宽度,其影响因素的主次顺序为NBR/CR并用比、云母粉用量、MMT用量、HGB用量;对于NBR/CR复合材料的平均隔声量,其影响因素的主次顺序为HGB用量、云母粉用量、MMT用量、NBR/CR并用比;NBR/CR复合材料的优化配方组合为：NBR/CR并用比　70/30,云母粉用量　10份,HGB用量　12份,MMT用量　10份。     

甲基丙烯酸羟乙酯接枝天然橡胶对白炭黑/天然橡胶复合材料性能的影响

研究甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）接枝天然橡胶（NR）（NR-g-HEMA）接枝率和用量对白炭黑/NR复合材料性能的影响。结果表明：与未加入NR-g-HEMA的白炭黑/NR复合材料相比,加入NR-g-HEMA的白炭黑/NR复合材料的硫化速度、交联程度、邵尔A型硬度、定伸应力和撕裂强度增大,压缩疲劳生热明显降低;当NR-g-HEMA接枝率为10%和用量为10份时,白炭黑/NR复合材料的拉伸强度最大,压缩疲劳生热最低;NR-g-HEMA与NR相容性较好,加入NR-gHEMA的白炭黑/NR复合材料中白炭黑在橡胶相中分散更均匀,两者具有更强的界面结合效果。     

缓冲包装材料静载机械特性影响的试验研究

通过对蜜瓜在不同条件下采用缓冲材料包装前后的静载压缩试验以及缓冲材料的拉伸试验,分别获得了蜜瓜裸果及缓冲包装后的压缩特性及缓冲材料的拉伸特性。试验结果表明,采用缓冲材料包装后的果实能明显改善受压过程中的变形情况;缓冲材料自身性能与被包装果实的抗压性有关,缓冲材料EPS的纵向拉伸强度高于EPE,装有EPS薄膜包装箱样品的最大屈服极限在装有EPE薄膜包装箱的基础上增加了20%,并且EPS薄膜形变后回弹性较好。试验结论对防止和减缓蜜瓜在储藏、运输和销售中由于挤压、碰撞、跌落而造成的损伤有一定指导意义,同时为缓冲包装设计提供了一定的理论依据。     

椰衣基聚氨酯包装缓冲泡沫的制备与性能研究

利用多元醇溶剂催化液化技术将椰衣直接液化得到生物基多元醇,用于制备聚氨酯缓冲包装泡沫材料。首先分析液化条件对液化过程及液化产物的影响,确定了较优的液化反应条件为：2%浓硫酸催化剂,液固比 6∶1（液化试剂与椰衣质量比）,160℃ 常压反应80 min。然后将此条件下获得的液化产物（BP）替代部分石油基多元醇,制得聚氨酯泡沫（BPUF）,通过力学性能测试、热重、扫描电镜、红外光谱等分析方法,研究BP含量对BPUF的影响。结果显示,35%BP替代量下获得的泡沫材料综合性能较好,泡孔平均直径为427 μm,密度为20.3 kg/m³,压缩强度为40.2 kPa,压缩模量为766 kPa,最小缓冲系数为2.27。通过本文获得综合性能较佳的聚氨酯缓冲包装泡沫材料,为椰衣资源综合利用提供新方法。     

HGB改性酚醛／高硅氧布复合材料的制备及性能

采用高强中空玻璃微珠(HGB)改性酚醛树脂(PF),制备了PF/高硅氧布/HGB复合材料层压板,研究了HGB含量对复合材料烧蚀性能、密度、隔热性能的影响,同时采用扫描电子显微镜和金相电子显微镜观察了HGB的分布。结果表明,HGB均匀分散在纤维束与纤维束之间的树脂胶液中;适量的HGB可提高复合材料炭化层强度,从而提高复合材料的耐烧蚀能力;当HGB质量分数为5%时,复合材料氧-乙炔线烧蚀率和质量烧蚀率最低,分别为0.091 mm/s和0.0669 g/s,比未添加HGB的降低了35.9%和20.1%;复合材料的密度随HGB含量的增加而降低;综合比热容、热扩散系数和导热系数的分析,当HGB质量分数为5%时,复合材料的综合隔热性能最好。     

Comparison of tensile and compressive characteristics of intra/interply hybrid laminates reinforced high‐density flexible foam composites

The current study focused on fabrication and mechanical evaluation of intra/interply hybrid laminates – reinforced high‐density flexible foam composites. The effects of composite thickness and expansion factor on the tensile and compressive characterization of the hybrid ‐ laminated composites were experimentally investigated. Double face sheets were made of high‐strength intra/interply hybrid laminates containing recycled Kevlar nonwovens and glass woven fabric. The results revealed that the hybrid laminates face sheet apparently promoted the tensile strength and tear resistance of the high ‐ density flexible polyurethane foam. Tearing resistance in perpendicular direction exceeded more than twice the value in parallel direction. In terms of dynamic cushioning properties, cushioning force increased with the increase in composite thickness and the decrease in expansion factor , whereas the cushioning capacity loss, however, showed a different trend with the variation of the parameters. Most samples buffered more than 95% incident force under dynamic loading. Composite thickness and expansion factor exhibited significant influence on compression and indentation properties, including hardness, initial hardness factor , and indentation modulus. Except the composites with 10 mm thickness, the intra/interply hybrid laminated composites exhibited hysteresis loss of indentation force deflection ranging from approximately 30 to 38%, which was due to the fiber and thermal bonding point failure of hybrid laminates as unrecoverable damage. © 2014 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2015 , 132, 41438.     

PE–HD/改性剑麻纤维复合材料的制备及性能

以高密度聚乙烯(PE–HD)为基体材料,剑麻纤维(SF)为增强填充材料,利用不同的偶联剂(硅烷偶联剂,钛酸酯偶联剂)改性SF,用熔融共混法制备一系列PE–HD/SF复合材料。采用扫描电子显微镜、广角X射线衍射仪、差示扫描量热仪、维卡软化仪及万能试验机等测试了复合材料的微观形貌、结晶性能、热及力学性能。结果表明,偶联剂改性的SF与PE–HD有着较好的界面结合,SF的添加使得PE–HD的结晶度下降,热变形温度提高;与未改性的SF相比,当硅烷偶联剂改性SF添加量为10%时,PE–HD基复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度明显提高。     

HGB/TPU复合泡沫材料的制备及泡孔结构研究

采用空心玻璃微珠（HGB）填充热塑性聚氨酯（TPU）,制备了HGB/TPU复合泡沫材料。研究了硅烷偶联剂KH550对HGB的表面处理,并借助SEM探讨了不同发泡方式、发泡剂含量、HGB含量对复合泡沫材料微观形态结构的影响。结果表明：经KH550处理的HGB与TPU基体界面结合良好;通过注塑发泡得到的泡沫材料发泡效果较好;当发泡剂含量为1%、HGB含量为2%时复合泡沫材料的泡孔分布均匀,尺寸较为均一。     

Effect of hollow glass beads on density and mechanical properties of silicone rubber composites

In this work, low density hollow glass beads (HGB)/silicon rubber (SR) composites were prepared by solution method and flocculation process. The prepared samples were characterized by scanning electron microscopy, Fourier transform infrared spectroscopy, tensile test, and friction test. The results show that the densities of SR composites decrease from 1.140 to 0.792 g/cm³ with the addition of HGB. By comparing theoretical density with true density, it can be estimated that the ratio of shattered HGB increase from 8.79% to 24.76%. Especially, the mechanical properties of SR composites were improved by surface modification of HGB. By adding surface-modified HGB at 5 and 10 wt%, the tensile strengths of SR composites were enhanced by 17.8% and 28.2%, respectively. In addition, tear strength, shore A hardness, compression set, and friction property were significantly ameliorated. Furthermore, the mechanism of surface-modified HGB in mechanical properties was analyzed.     

Flame‐retardant and mechanical properties of rigid polyurethane foam/MRP/mg(OH)2/GF/HGB composites

Some rigid polyurethane foam (RPUF) composites modified with microencapsulated red phosphorus (MRP), magnesium hydrate (Mg(OH)₂), glass fiber (GF), and hollow glass bead (HGB) were prepared. The influence of the MRP, Mg(OH)₂, GF, and HGB on the flame‐retardant, combustion, and mechanical properties of the filled RPUF composites was investigated. The results showed that the flame‐retardant and the combustion properties of the composites were obviously improved, the limiting oxygen index, half burning time and the residual mass/original mass ratio increased with increasing MRP/Mg(OH)₂ weight fraction, especially in case of MRP/Mg(OH)₂ weight fraction of 8 wt %; the carbon monoxide (CO) concentration decreased with increasing MRP/Mg(OH)₂ weight fraction, When the composites were loaded appreciate content of the HGB and the GF, the maximum torque and compressive strength of the composites were improved. © 2018 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2018 , 135, 46551.     

粉煤灰空心玻璃微珠填充高密度聚乙烯的性能

采用从粉煤灰中提取的空心玻璃微珠,制备不同空心玻璃微珠含量的高密度聚乙烯复合材料,研究空心玻璃微珠对复合材料力学性能和结晶性能的影响.结果表明:随着空心玻璃微珠含量的增加,复合材料的拉伸强度逐步增大,弯曲强度和冲击强度先增大后减小,当空心玻璃微珠质量含量为5%时,弯曲强度和冲击强度达到最大.适量空心玻璃微珠的加入对复合材料的结晶性能有一定程度的改善.     

芳纶浆粕增强丁腈橡胶复合材料的摩擦磨损性能

利用开炼机制备了丁腈橡胶(NBR)/芳纶浆粕(PPTA-pulp)复合材料。研究了在干摩擦和水润滑条件下,纤维含量、摩擦时间以及载荷对NBR/PPTA-pulp复合材料摩擦磨损性能的影响,并分析了磨损机理。结果表明,芳纶浆粕的加入能够很好地改善复合材料的力学性能和摩擦磨损性能,在相同条件下,当纤维质量分数为20%时,复合材料的综合性能最佳;在干摩擦条件下,随着摩擦时间延长,复合材料的摩擦系数下降,磨耗量增大;随着载荷增加,摩擦系数和磨耗量增大;水润滑条件下,复合材料的摩擦系数和磨耗量较干摩擦大幅度降低且比较稳定,时间和载荷对其影响很小;干摩擦时,复合材料的磨损机理主要为磨粒磨损和疲劳磨损;水润滑时,主要为轻微磨粒磨损。     

HGB/EP复合泡沫材料界面破坏模拟研究

空心玻璃微珠(HGB)/环氧树脂(EP)复合泡沫材料是一种新型的结构功能双重材料,其两种材料相互间的黏结性能对复合材料的力学性能有较大的影响。通过设计玻璃与环氧树脂的黏结力实验测得了黏结力与变形的关系。建立玻璃微珠与环氧树脂的数值模拟模型,采用实验所得数据在其间设置黏结单元,对六种情况下的模型施加拉伸和压缩均布载荷进行数值模拟,考察两种材料间界面的变形和破坏情况,研究了界面破坏时复合泡沫材料所受的极限载荷,分析了极限载荷随玻璃微珠半径及填充比的变化规律,发现其与相关文献实验结果一致。