原位微纤复合材料的研究进展

介绍了原位微纤复合材料制备方法的出现、成纤机制、制备原理以及影响因素;结合当前的研究内容,分析了原位微纤复合材料微观结构和力学性能的调控机制,并探讨了复合材料共混体系粘度比、分散相含量、弹性、相容性以及剪切拉伸速率等因素对复合材料微观结构的影响;综述了原位微纤复合材料的研究现状,并对原位微纤复合材料今后的发展趋势进行了展望。     

PBT含量对PLA/PBT原位微纤复合材料流变及发泡性能的影响

聚乳酸(PLA)是用量最大的可生物降解材料之一,由于其拉伸流变性能较差,难于发泡。本文采用聚合物微纳层叠共挤装置制备PLA/聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)原位微纤复合材料(PLA/PBT-MRC),研究了PLA/PBT-MRC的微纤形态、熔体的动态流变性能和拉伸流变性能。PLA、PLA/PBT-MRC注塑发泡后的泡孔形貌、注塑发泡制品的拉伸、缺口冲击和弯曲力学性能。研究表明：PLA/PBT-MRC中微纤宽度低至0.72μm,宽度随PBT含量增加而增大;随PBT含量增加PLA/PBT-MRC的储能模量、损耗模量和复数黏度都增大;PBT含量增加可以明显改善PLA熔体的拉伸流变性能,相对PLA表现出明显的拉伸应变硬化;PLA/PBT-MRC注塑发泡后泡孔直径比PLA注塑发泡泡孔直径减小800%,泡孔密度增加600%,发泡制品的拉伸强度、缺口冲击强度、弯曲强度分别提高22.2%、10.1%和26.4%。     

PLA/PBAT原位微纤复合材料的制备与性能研究

采用自制的多级挤出拉伸装置实现了聚乳酸(PLA)在聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯(PBAT)中原位成纤,并对PLA/PBAT原位微纤复合材料的微观形貌、力学性能、流变性能进行了研究.结果 表明,PLA在PBAT基体中形成了微纤,随着PLA含量的增加,PLA微纤的平均直径增大;纯PBAT经多级挤出拉伸装置制得的片材的拉伸...     

通过挤出机头强剪切制备LDPE/PET原位微纤复合材料

通过自主设计制造的强剪切机头试验挤出并采用扫描电子显微镜(SEM)对挤出产物微观形态进行观察,研究了低密度聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯(LDPE/PET)共混物在挤出过程中原位成纤情况。结果表明:提高分散相PET用量,缩小强剪切机头中的走料间隙、增大转子的转速和提高牵引切粒速度,都会降低挤出产物的熔体流动速率(MFR);用SEM观察正向刻蚀和反向刻蚀产物低温脆断面的微观形态表明,共混物中有大量的微纤形成,微纤的直径在3~5μm,平均长径比超过10。     

原位微纤增强复合材料的结构与性能

采用熔融挤出——热拉伸——牵引拉伸制备了HDPE/PA6原位成纤增强复合材料,通过SEM分析了分散相PA6含量对其在基体中的形态及分布的影响;讨论了两种加工方式条件下分散相PA6含量对复合材料拉伸性能和冲击韧性的影响以及加工方式对复合体系力学性能的影响。结果表明：在原位成纤增强复合材料中存在直径为2～5 μm的纤维,当HDPE/PA6质量比为85/15时,微纤直径约为3 μm,此时,与普通共混复合材料相比,原位成纤增强复合材料的拉伸强度提高了6.9%,拉伸模量提高了14.8%,冲击强度提高10.03%。     

原位成纤复合材料研究进展

纤维增强在热塑性复合材料中使用广泛，但易使材料黏度增大，加工机械磨耗严重。本文综述了近年利用原位复合技术增强的研究成果，主要从共混体中连续相和分散相的相容性、黏度比、界面张力、加工成型参数（剪切速率、毛细管或口模的形状和大小、加工温度）这几个成纤影响因素作了重点阐述。此方法可有效降低材料加工黏度、提高材料力学性能，对制备高性能复合材料具有重要意义。     

原位成纤复合材料研究进展

综述了近年来利用原位成纤技术增强复合材料的研究现状,介绍了原位成纤技术的增强机理和影响因素,总结了不同体系原位增强复合材料的性能特点和最优的成纤加工条件。最后对原位成纤复合材料的发展进行了展望。     

原位成纤复合材料研究进展

综述了近年原位成纤技术在热致性液晶聚合物(TLCP)/热塑性聚合物(TP)、TP/TP体系中的应用研究进展,提出目前研究过程中存在的问题及解决方法构想,展望原位成纤技术在新的复合体系中的的应用.     

原位聚合PE/MMT纳米复合材料的流变行为研究

采用蒙脱土(MMT)负载的Ziegler-Natta催化剂,通过原位聚合法制备了不同MMT含量的聚乙烯(PE)/MMT纳米复合材料。利用热重分析(TGA)确定了PE/MMT纳米复合材料中MMT的含量,并使用Haake流变仪分析了MMT含量对PE/MMT纳米复合材料流变行为的影响。结果表明:PE/MMT纳米复合材料的熔体流变行为与高密度聚乙烯(HDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)基本一致;复合材料的黏度随MMT含量的增加先升高后降低,其中当MMT含量为4.58%时,其黏度明显低于HDPE和LDPE,该性质有利于复合材料的成型加工;PE/MMT纳米复合材料属于假塑性流体,其非牛顿指数(n)随着温度的升高而增大,随着MMT含量的增加先降后升。     

PP／UHMWPE原位成纤复合材料的混炼及成型工艺研究

采用超高分子量聚乙烯（ＵＨＭＷＰＥ）原位成纤增强、增韧聚丙烯（ＰＰ）。讨论了混炼剪切力、成型冷却方式和ＵＨＭＷＰＥ熔体熔点粘度对材料力学性能的影响。发现提高剪切力,加快冷却速度均有利于力学性能的提高,配比为９０／１０的ＰＰ／ＵＨＭＷＰＥ的缺口冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率可达８８．６ｋＪ／ｍ＾２、４５．１ＭＰａ和５７０％,分别是ＰＰ－１３３０的３．５倍、１．５倍和２．５倍;而ＵＨＭＷＰＥ相对分子擀     

黏度比对EVA/PP原位微纤复合材料形态及性能的影响

采用熔融挤出-微纳叠层共挤制备了不同黏度比的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)/聚丙烯(PP)原位微纤复合材料,通过扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)和微机控制电子万能试验机研究了EVA/PP原位微纤复合材料中黏度比对分散相形态的影响,分散相尺寸对复合材料结晶行为、熔融温度以及拉伸强度的影响。结果表明:黏度比增加,分散相PP更易形成大长径比微纤,从而改善分散相与基体相界面相容性,改善复合材料结晶行为,增加结晶度,提高EVA/PP原位微纤复合材料拉伸强度。     

PLA/PBAT/PTFE原位成纤复合材料微孔发泡行为及性能

采用挤出共混和发泡注塑成型工艺制备了聚乳酸/聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯/聚四氟乙烯(PLA/PBAT/PTFE)微发泡原位成纤复合材料.研究了PTFE微纤对复合材料的流变性能、泡孔形态以及力学性能的影响,并对泡孔形态与力学性能之间的关系进行了探讨.结果 表明,PTFE的引入使复合材料熔体的储能模量和复数黏度升高,发泡...     

聚丙烯基原位成纤复合材料研究进展

以聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、尼龙(PA)66、PA6、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、聚苯硫醚(PPS)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)等热塑性树脂为成纤聚合物,综述了利用这些成纤聚合物制备聚丙烯(PP)基原位成纤复合材料的方法、技术及复合材料的结构特征、力学性能.提出了优化PP基原位成纤复合材料综合力学性能的思路.     

微纤包覆活性炭复合材料的制备和应用研究

以微米尺度的不锈钢纤维、活性炭和针叶木纤维为原料,通过湿法造纸和烧结工艺制备了微纤包覆活性炭复合材料。采用正交试验优化,确定了微纤复合材料的最优制备工艺。利用SEM考察了通过最优制备工艺所得复合材料的微观结构,并采用氮气吸附法测定了原活性炭与微纤复合材料中活性炭的孔径分布和比表面积。结果表明,在活性炭和纤维的质量比为13:6,面积尺寸为6 cm 12 cm的烧结压片质量为212 g,于1050℃下烧结20 min所制得的微纤复合材料炭包覆率达到64.3%。不锈钢纤维的连接处被很好地融合在一起,形成一个烧结锁定的三围网络,将活性炭颗粒很好地包覆起来。活性炭在包覆前后的孔结构特性基本保持不变,比表面积分别为678 m2 g 1和769 m2 g 1。通过在固定床层的进口端和出口端分别装填颗粒活性炭和微纤复合材料形成复合床层,测定了甲苯在此复合床层上的吸附透过曲线,并与颗粒活性炭固定床层的实验结果进行比较。结果表明,在相同的条件下,复合床较传统固定床在1%的透过浓度下吸附透过时间延长了大约15 min。     

加有MFIAA的PP/PET原位成纤复合材料的微纤形态与力学性能

采用溶剂刻蚀、偏光显微镜观察、力学性能测试等方法,研究了制备工艺、MFIAA含量对加有MFIAA的PP/PET原位成纤复合材料微纤形态和力学性能的影响。结果表明:一步熔融共混法中MFIAA多数在基体中形成微胶束,对PET微纤形态影响不大,微纤与基体之间仍属"硬"结合,PP/PET/MFIAA的刚性和韧性较原料PP均有衰减;钉挂预埋法则是对MFIAA的集中应用,MFIAA多数富集界面区,形成粗细不匀、凹凸不平的异形微纤和柔性界面,微纤与基体之间具有强的界面结合,含7.0%MFIAA的PP/PET-MFIAA复合材料的弯曲模量、拉伸强度和悬臂梁缺口冲击强度分别达到纯PP的1.23、1.04、1.79倍;随着MFIAA含量的增加,PET微纤的异形化程度显著增大,复合材料韧性提高的幅度增大。     

PE—HD／PET原位微纤化共混物的动态流变性能研究——微纤含量的影响

通过“熔融-热拉伸-淬冷”的方法制备得到PE—HD／PET原位微纤化共混物。研究了PE-HD／PET原位微纤化共混物的动态流变性能，着重分析了PET微纤相的不同含量引起的微纤的形态结构的变化对PE-HD／PET微纤化共混物动态流变性能的影响。实验表明，在测试的角速度范围（0．01～100rad／s）内，共混物的复数黏度的对数和微纤含量呈线性关系；当微纤质量分数大于20％时，共混物在低频区域出现“末端区效应”，损耗模量～频率曲线和Han关系曲线在低频区偏离线性，这主要是由于微纤在基体中形成网络结构引起的。     

PVDF/PA11交替多层原位微纤高介电复合材料的形态及性能

采用微纳层叠多层共挤技术,制备了聚偏氟乙烯(PVDF)/聚酰胺11(PA11)交替多层原位微纤复合材料,研究了PA11微纤对复合材料的结构与性能的影响.结果表明,随着PA11含量的增加,微纤含量增大,微纤直径变小,直径在2～4μm之间,微纤彼此缠结的倾向增大,尺寸倾向均一;PA11微纤是PVDF异相成核剂,可提高复合材...     

复合材料的动态流变行为研究

研究了高密度聚乙烯(PE-HD)/纳米二氧化硅(SiO₂)复合材料的动态流变行为,探讨了纳米SiO₂经表面偶联剂处理对复合体系的流变行为影响。实验数据显示,PE-HD/SiO₂体系是假塑性流体,复数黏度(η*)随着SiO₂含量(φ)的增加而增加,当φ>6%时,η*发生突变,并出现强烈的剪切变稀,在动态储能模量(G′)、损耗模量(G″)与频率(ω)关系曲线上出现第二平台,表明体系因粒子间相互关联、团聚及粒子与基体间相互作用而形成局部有序的逾渗网络结构。而纳米SiO₂经表面偶联剂处理后,体系流体类型没有改变,η*下降,对应的G′、G″与ω关系曲线上没有出现第二平台,复合体系更加均匀。     

PVDF复合材料的流变行为研究

采用RC90 HAAKE转矩流变仪对PVDF复合材料与PVDF进行流变性能研究,结果显示,PVDF复合材料与PVDF一样属于非牛顿流体,具有典型的切力变稀行为,PVDF复合材料的粘流活化能和非牛顿指数n较PVDF高,说明PVDF复合材料对剪切速率的依赖性较PVDF小。     

原位聚合制备PET/ATO纳米复合材料及其结晶行为

将锑掺杂二氧化锡(ATO)纳米颗粒均匀分散于乙二醇(EG)介质中,通过EG与对苯二甲酸(TPA)原位聚合制备了聚对苯二甲酸乙二酯(PET)/ATO纳米复合材料.利用SEM、DSC、XRD、FTIR和TGA等方法,研究了ATO在PET基体中的分散性、PET/ATO复合材料的结晶行为和热性能.利用原位聚合制备的PET/ATO复合材料,ATO颗粒在PET基体中分散均匀,尺寸100～150 nm,纳米ATO颗粒的加入导致PET的特性粘数增大.在PET基体中,纳米ATO颗粒起到异相成核的作用,提高了PET的结晶速率和结晶度,减小了PET的晶粒尺寸,同时也使PET热稳定性提高.随着ATO含量增加,熔融纺丝得到的PET纤维的电阻下降.加入1%ATO的PET纤维的体积电阻率为4.9×109 Ω·cm,具有很好的抗静电效果.