iPP/nano-CaCO3/PP-g-GMA复合材料的制备与性能

以等规聚丙烯(iPP)、纳米碳酸钙(nano-CaCO₃)和甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝改性抗冲共聚聚丙烯(PP-g-GMA)为原料,通过熔融共混法制备了iPP/nano-CaCO₃/PP-g-GMA复合材料。研究了PP-g-GMA对iPP/nano-CaCO₃/PP-g-GMA复合材料力学性能、结晶行为和微观结构的影响,并分析了其增韧机理。结果表明：PP-g-GMA和nano-CaCO₃具有协同增韧作用,当两者用量均为40.0质量份时,iPP/nano-CaCO₃/PP-g-GMA复合材料23℃时的冲击强度约为纯iPP的6.9倍。PP-g-GMA和nano-CaCO₃均具有成核作用,促使基体球晶细化。PP-g-GMA中的橡胶相以球形海岛形式分散在iPP中,起到增韧作用。     

纳米碳酸钙改性聚丙烯的性能与增韧机理

为了应对聚丙烯(PP)普遍存在的韧性不足的缺点，研究了纳米碳酸钙(nano-CaCO₃)对PP力学性能、结晶行为和微观结构的影响，并探讨了nano-CaCO₃对PP的增韧机理。结果表明：nano-CaCO₃对PP具有良好的增韧效果，当w(nano-CaCO₃)为35%时，复合材料的室温(23℃)冲击强度最大，为2.43 kJ/m²，较纯PP提高了26.4%，但nano-CaCO₃含量较高时，复合材料的冲击强度急剧下降。通过透射电子显微镜发现，高填充的纳米颗粒在PP基体中发生团聚，在应力作用下刚性填料与基体界面出现应力集中和剥离，破坏了原有纳米颗粒的增韧效果。     

3种PLA/OMLS纳米复合材料的结构、结晶行为与力学性能的对比研究

采用同向旋转啮合双螺杆制备了3种不同有机改性剂改性的纳米蒙脱土(OMLS)与聚乳酸(PLA)纳米复合材料。采用X射线衍射仪和透射电子显微镜、差示扫描量热仪等研究了复合材料的结构和结晶行为。结果表明,3种PLA/OMLS纳米复合材料(OMLS质量分数为2%)均具有剥离结构,且OMLS的有机改性剂分子链越长,插层的OMLS间距越大;3种OMLS都大大加速了PLA的结晶,减小了PLA晶体尺寸;3种OMLS中,CH₃(CH₂)₁₇N(CH₃)[(CH₂CH₂OH)₂]~+改性的OMLS对PLA的结晶行为影响最大,其纳米复合材料的冲击强度最高;而CH₃(CH₂)₁₇NH₃~+和HOOC(CH₂)₁₇NH₃~+改性的OMLS对PLA的增强效果明显。     

PHBV增韧PLA的结晶及力学性能研究

采用熔融共混法,以聚(3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸酯)(PHBV)为增韧剂对聚乳酸(PLA)进行改性,得到PLA/PHBV复合材料。研究了PHBV用量对PLA/PHBV复合材料结晶性能和力学性能的影响。结果表明:随着PHBV用量的增加,PLA/PHBV复合材料的结晶度逐渐减小,拉伸强度和弯曲强度逐渐降低,而断裂伸长率则逐渐增大(当PHBV用量为50%时,复合材料的断裂伸长率比纯PLA提高了1.72倍),同时复合材料的冲击强度亦有所提高。由此可见,在不明显降低拉伸强度和弯曲强度的前提下,适量PHBV的添加能够改善PLA/PHBV复合材料的韧性。     

PLA/PHA复合材料结晶性能和力学性能研究

采用熔融共混法制备了聚乳酸/聚羟基脂肪酸酯(PLA/PHA)复合材料,研究了PHA用量对PLA/PHA复合材料结晶性能和力学性能的影响。结果表明:PLA/PHA复合材料在熔融过程中出现双重熔融峰,且熔融峰随PHA用量的增加逐渐向高温方向移动;随着PHA用量的增加,PLA/PHA复合材料的结晶度逐渐下降,而其拉伸强度、断裂伸长率等均得到提高,但PHA用量过多时,复合材料的力学性能急剧下降。     

PLA/PBAT质量配比对PLA/PBAT/CaCO3共混体系的影响

通过熔融共混制备了 PLA/PBAT/CaCO_3共混体系,研究了不同PLA/PBAT质量配比对共混体系力学性能、流变学性能和熔融、结晶性能的影响。结果表明:随着PBAT用量的增加,共混体系拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量和密度下降,断裂伸长率、冲击强度增加,并在PLA/PBAT质量配比为35/35左右时冲击强度大幅度增加;共混体系黏度随PBAT用量增加呈现先下降后上升趋势,并在PLA/PBAT质量配比为56/14时黏度达到最低;DSC显示,随PBAT用量增加,熔融温度逐渐降低,结晶温度逐渐增高,且在PLA/PBAT质量配比不超过56/14时无结晶出现。     

3D打印用聚乳酸/松木粉/纳米二氧化硅木塑复合材料性能研究

以化学改性松木粉(PWF)为增强材料、聚乳酸(PLA)为基体,同时添加少量纳米二氧化硅(nano-SiO_2),通过熔融挤出制备了适用于熔融沉积成型(FDM)3D打印技术的木塑复合材料,并对该木塑复合材料的力学性能和3D打印性能进行了研究。结果表明:添加nano-SiO_2可以显著提高木塑复合材料的力学性能,随着nanoSiO_2用量的增加,PLA/PWF/nano-SiO_2木塑复合材料的各项力学性能均呈现逐渐上升的趋势,且在nanoSiO_2用量为5%时达到最佳。PWF用量对PLA/PWF/nano-SiO_2木塑复合材料各项力学性能的影响呈现先上升后下降的趋势,且材料性能在PWF用量为15%时达到最佳,此时弯曲强度为101.6 MPa、弯曲模量为4 652 MPa、拉伸强度为92.81 MPa、拉伸模量为3 845 MPa、冲击强度为4.31 kJ/m~2,相对于PLA/PWF木塑复合材料均提高了50%以上。该PLA/PWF/nano-SiO_2木塑复合材料可应用于FDM型3D打印,具有良好的打印性能。     

超临界CO2辅助挤出PP/POE/nano-CaCO3三元复合材料的微观形态研究

采用带有超临界CO₂注入装置的双阶挤出机组制备了聚丙烯/乙烯-辛烯共聚物/纳米碳酸钙(PP/POE/nano-CaCO₃)三元复合材料,三者配比为100/10/10。采用不同的表征手段分析了三元复合材料的微观形态,探讨了超临界CO2挤出时对分散相的分散作用机理。结果表明,PP/POE/nano-CaCO₃三元复合材料存在一个超临界CO₂最佳注入量(2.0份,质量份,下同),此注入量时样品中弹性体POE粒子的分散粒径最小、粒径分布最窄,nano-CaCO₃粒子同样也分散最均匀,基本看不到大的团聚体;PP晶体尺寸最小、数量最多;注入超临界CO₂后基体中没有生成β晶。     

增韧聚氯乙烯电工套管复合材料的制备与性能研究

采用丙烯酸酯橡胶(ACM)、刚性体纳米碳酸钙(nano-CaCO₃)、弹性体丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸甲酯/丁二烯三元共聚物(AMB)作为增韧剂，对聚氯乙烯(PVC)进行复合增韧改性，并对复合材料的冲击性能、拉伸性能、加工流变性、动态热力学性能等进行了表征。结果表明，当PVC/ACM/nano-CaCO₃/AMB质量比为100/10/3/9时，复合材料的常温冲击强度为27.64 kJ/m²，比纯PVC提升5倍；低温冲击强度为14.91 kJ/m²，比纯PVC提升4.1倍。加入AMB能使体系的玻璃化转变温度(Tg)下降，由93.71℃下降到86.36℃。     

竹纤维质量分数对PCL/PLA/竹纤维复合材料性能的影响

将竹纤维(BF)与聚己内酯(PCL)、聚乳酸(PLA)熔融共混,通过模压工艺制备了PCL/PLA/BF增强复合材料。研究了BF质量分数对该复合材料力学性能、热稳定性以及熔融结晶行为的影响。结果表明:随着BF质量分数的增加,PCL/PLA/BF复合材料的冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率均先增大后减小,并均在BF质量分数为40%时达到最大值,分别为11.26 k J/m2、12.68 MPa和5.2%;BF质量分数对PCL/PLA/BF复合材料的热稳定性无明显影响;BF的加入使得复合材料中PCL、PLA共混物的玻璃化转变温度降低,但不同BF质量分数的复合材料玻璃化转变温度变化不大;BF的加入使得复合材料结晶温度小幅提升,但结晶峰强度随着BF质量分数的增加而逐渐减弱。     

PLA/PBAT/纳米碳酸钙三元复合材料的微观形貌与性能

采用双螺杆挤出机制备了聚乳酸/己二酸-对苯二甲酸-丁二醇酯共聚物(PLA/PBAT)共混物和PLA/PBAT/纳米碳酸钙(PLA/PBAT/nano-CaCO_3)复合材料;通过差示扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)和微机电子万能试验机研究了PLA/PBAT共混物的微观结构、相容性、熔融与结晶行为及力学性能;不同含量的nano-CaCO_3对PLA/PBAT/nano-CaCO_3三元复合材料中PLA的熔融与结晶行为及复合材料力学性能的影响及nano-CaCO_3在PLA/PBAT共混物中的分布行为。DSC表明,与少量的PBAT共混后,PLA的结晶度提高;而加入nano-CaCO_3后,PLA的结晶温度降低;SEM表明,PLA与少量PBAT部分相容,且nano-CaCO_3选择性地分布在PBAT相中;力学性能测试表明,与PBAT共混后,PLA的韧性得到很大程度的改善,且nano-CaCO_3与PBAT起到了协同增韧的作用,冲击强度提高了162%;但nano-CaCO_3的加入量存在阈值,超过10%时,会使PLA/PBAT/nano-CaCO_3复合材料的拉伸强度下降。     

碳酸钙改性PBAT的力学性能及结晶行为

以可生物降解塑料聚己二酸对苯二甲酸丁二酯(PBAT)为基体、工业级CaCO₃为填料,采用熔融共混制备PBAT/CaCO₃复合材料。探究CaCO₃含量对复合材料力学性能和结晶行为的影响,并且,筛选出综合力学性能较好的PBAT/CaCO₃复合材料。力学性能测试结果表明,添加少量CaCO₃(5%、10%)后,PBAT/CaCO₃复合材料的拉伸强度有小幅降低,断裂伸长率和冲击强度增大;当CaCO₃含量达到20%及以上时,复合材料的拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度均显著降低,与纯PBAT相比,最大降幅分别为36.40%、60.00%、87.42%;弯曲强度、弯曲模量、拉伸模量均随CaCO₃含量的增加而增大。DSC结果表明,添加CaCO₃后,PBAT/CaCO₃复合材料的熔融和结晶温度均显著提高,结晶度降低,透明性降低。     

共聚PA6/66在PA66/GF复合材料中的应用

以共聚尼龙(PA)6/66和POE-g-MAH作为增韧剂,采用熔融共混法对PA66/玻璃纤维(GF)复合材料进行增韧改性,考察两种增韧剂用量对其结晶行为、力学性能、热变形温度(HDT)和熔体流动速率(MFR)的影响。结果表明,高用量的POE-g-MAH对复合材料中PA66的结晶有一定阻碍作用,而共聚PA6/66对PA66的结晶性能影响较小;随着共聚PA6/66和POE-g-MAH用量的提高,PA66/GF复合材料的冲击强度明显提高,拉伸强度、弯曲强度和HDT则逐渐下降;与POE-g-MAH相比,共聚PA6/66对拉伸及弯曲强度和HDT的不利影响较小,且略微提高了复合材料的MFR,而POE-g-MAH大幅降低了复合材料的MFR。当两种增韧剂的质量分数均为12%时,共聚PA6/66和POE-g-MAH增韧的复合材料的无缺口冲击强度和缺口冲击强度基本相当,但前者在拉伸强度、弯曲强度、HDT和MFR方面均有更明显的优势。     

聚乳酸/木粉3D打印复合材料的制备与性能研究

以杨木木粉和聚乳酸(PLA)为原料、甘油为增塑剂,采用熔融挤出和3D打印的方法制备了PLA/木粉3D打印复合材料,并研究了增塑剂用量对复合材料性能的影响。结果表明:增塑剂甘油的加入破坏了PLA的结晶结构,并在一定程度上提高了PLA/木粉复合材料两相间的界面相容性。复合材料的各项性能随甘油用量增加呈规律性变化,其中,复合材料的拉伸强度逐渐减小,断裂伸长率先增大后减小,热稳定性小幅降低,而吸水率则逐渐增大。     

聚乳酸/纳米碳酸钙复合材料的制备及性能

采用同向旋转双螺杆挤出机制备了聚乳酸/纳米碳酸钙(PLA/NPCC)复合材料;通过差示扫描量热仪、偏光显微镜和电子万能试验机研究了不同含量的NPCC对PLA熔融与结晶行为、晶体形态及其力学性能的影响。结果表明:纯PLA结晶慢,加入NPCC能明显提高其结晶速率,改善球晶尺寸分布,且冲击强度相比纯PLA提高了13%。但NPCC的加入量存在阈值,超过5%时,反而会使PLA/NPCC复合材料的冲击强度和拉伸强度都降低。     

硫酸钙晶须增强聚苯硫醚/玻璃纤维复合材料的性能研究

通过熔融共混的方法,制备了硫酸钙晶须增强聚苯硫醚(PPS)/玻璃纤维(GF)复合材料。研究了晶须用量对PPS/GF/晶须复合材料力学性能和热性能的影响。结果表明:晶须用量为10份时,复合材料的拉伸强度、弯曲强度、悬臂梁缺口冲击强度和负载变形温度分别为157 MPa、273 MPa、8.5 k J/m2和151℃。差示扫描量热仪(DSC)和热失重(TGA)分析结果表明:当晶须用量较少时,结晶峰移向高温方向;晶须用量大于20份时,结晶峰略向低温方向偏移,复合材料的分解温度随晶须用量的增加而逐渐升高。     

PLA/PBAT/绢云母复合材料制备与性能

采用熔融共混技术制备了聚乳酸(PLA)/聚己二酸对苯二甲酸丁二酯(PBAT)复合材料、PLA/绢云母复合材料以及PLA/PBAT/绢云母三元复合材料,以拉伸强度、弯曲强度、断裂伸长率和冲击强度为参数,探究了PBAT和绢云母的用量对PLA基复合材料力学性能的影响.实验结果表明,PLA/PBAT/绢云母复合材料的最佳质量配...     

PP/Mg(OH)2/CaCO3/POP无卤阻燃体系的研究

研究了纳米碳酸钙(CaCO₃)和无卤阻燃剂六苯氧基环三磷腈(POP)对聚丙烯(PP)/氢氧化镁(Mg(OH)₂)复合材料力学性能和燃烧性能的影响。结果表明:保持无机粒子总量90份,随着纳米 CaCO₃含量的增加,材料的力学性能先提高后降低,在其含量为40份时达到最佳值。POP 的加入可减少 Mg(OH)₂用量,同时可进一步提高 PP/Mg(OH)₂复合材料的力学性能和阻燃性能,当 POP 用量为8份时,复合材料的断裂伸长率、拉伸强度、冲击强度和氧指数分别可达264.76%、22.34 MPa、48.65 kJ/m~2、28.2%。     

贝壳粉对PLA复合材料力学性能和热稳定性的影响

以贝壳粉(SP)和硬脂酸表面改性的贝壳粉(SSP)为填料、聚乳酸(PLA)为基体,采用熔融共混法制备了PLA/SP和PLA/SSP复合材料。运用扫描电镜(SEM)、热重分析(TGA)和差示扫描量热分析(DSC)研究了SP、SSP对PLA力学性能、界面形貌、热稳定性和结晶性能的影响。结果表明:在实验条件下,随着填料用量的增加,PLA/SP和PLA/SSP复合材料的拉伸强度和弯曲强度下降,冲击强度则先升高后降低,分别在填料用量为10%和30%时达到最大值,较纯PLA分别提高了7.4%和114.81%。SP和SSP均可起到成核剂的作用,提高了PLA的结晶性能(其中SSP对PLA结晶性能的提高作用更为明显),但二者的添加会降低PLA的热稳定性。     

PLA/BF复合材料的增塑研究

以聚乙二醇400(PEG400)为增塑剂,采用注塑成型的方法制备了聚乳酸/竹纤维(PLA/BF)复合材料,探讨了PEG400用量对PLA/BF复合材料增塑性能的影响。结果表明,PEG400的引入虽在一定程度上有利于PLA/BF复合材料两相相容性的提高,但会使复合材料的热稳定性下降、吸水性提高。力学性能测试表明,随着PEG400用量的增加,PLA/BF复合材料的拉伸强度逐渐下降,冲击强度则基本呈上升趋势,即PEG400对复合材料可起到一定的增韧作用。