PA66/TLCP/HNTs纳米管复合材料的制备与性能

采用熔融共混方法制备了尼龙(PA)66/热致液晶聚合物(TLCP)/埃洛石纳米管(HNTs)复合材料,研究了其热性能、微观形态及力学性能.结果表明,当TLCP的质量分数为4%、HNTs的质量分数为15%时,复合材料的综合性能最佳.其拉伸强度、拉伸弹性模量、弯曲强度及弯曲弹性模量相比纯PA66分别提高了30.4%、76.9%、34.4%、91.7%.熔体的加工流动性得到改善,PA66/TLCP/HNTs复合材料的吸水性能明显降低.少量的TLCP有利于提高PA66/TLCP复合材料的结晶性能和熔融温度;HNTs的加入能提高复合材料的结晶温度,与基体有较好的界面结合;TLCP及HNTs能在基体中均匀地分散,TLCP在PA66/TLCP/HNTs复合材料中形成微纤结构,且沿纤维轴方向取向.     

SA型透明尼龙/纳米SiO2复合材料力学性能及热性能研究

以SA型透明尼龙(PA)为基体,以KH-550处理的纳米S iO2为填料,采用熔融共混法制备了SA型透明PA/纳米S iO2复合材料。用微机控制电子万能试验机及简支梁冲击试验机测试了其力学性能;用维卡软化温度测定仪及差示扫描量热仪测试了其热性能。结果表明,SA型透明PA/纳米S iO2复合材料的弯曲弹性模量、弯曲强度和拉伸弹性模量均有较大提高,而拉伸强度、缺口冲击强度稍有降低;SA型透明PA/纳米S iO2复合材料的耐热性有明显提高。     

原位聚合免喷涂PA6/滑石粉纳米复合材料及其性能

通过原位聚合法制备免喷涂聚酰胺(PA) 6/滑石粉纳米复合材料(n-PA6),测试了合成的PA6和n-PA6的物理力学性能,通过扫描电子显微镜观察复合材料的微观结构,利用差示扫描量热仪分析复合材料的熔融和结晶行为,以及利用热重法分析复合材料的热降解过程。结果表明,该原位聚合法可使滑石粉以纳米状态均匀分散在PA6基材中,并且滑石粉和PA6结合得比较紧密,界面粘结性较好,滑石粉的引入对PA6的结晶起到了异相成核的作用,提高了结晶速率和结晶度,同时也对应地提高了力学性能,与PA6相比,n-PA6的拉伸强度、弯曲强度、弯曲弹性模量和热变形温度分别提高了20.25%,36.63%,63.32%和83.64%,同时引入滑石粉后,n-PA6的热稳定性得到提高,免喷涂效果以及光泽度得到改善。     

改性热还原氧化石墨烯/尼龙纳米复合材料的制备及性能

经溶液共混法成功制备了离子液体改性热还原氧化石墨烯/三元共聚尼龙(IL-TRGO/CO-PA)纳米复合材料,测试分析表明IL-TRGO能明显改善纳米复合材料的性能。XRD和SEM分析表明:当TRGO的含量不高于0.75%时,IL-TRGO片层可以均匀地分散在CO-PA基体中。DSC和TGA分析表明:IL-TRGO能够提高纳米复合材料的结晶温度和热稳定性,但降低了其玻璃化转变温度。力学性能测试表明:TRGO能够提高复合材料的力学性能,当TRGO含量为0.5%时,纳米复合材料的拉伸强度、屈服强度和断裂伸长率分别提高了82.1%、129%和22.7%;当TRGO含量为0.75%时,纳米复合材料的屈服强度提高了161.6%。     

HDPE/SFCM复合材料的性能研究

以高密度聚乙烯(HDPE)为基体,剑麻纤维素微晶(SFCM)为改性剂,采用熔融法制备HDPE/SFCM复合材料,研究了SFCM的用量对HDPE/SFCM复合材料的力学性能、热性能、熔体流动性、熔融结晶行为和断面形貌的影响。结果表明,SFCM的加入可明显提高HDPE/SFCM复合材料的拉伸模量、弯曲强度及弯曲模量,但对材料的拉伸强度影响不明显,且降低了材料的冲击韧性。同时,SFCM的加入可小幅提高复合材料的维卡软化点,降低材料的熔体流动速率,对材料的熔融温度及结晶温度影响不大,但可提高HDPE的结晶度。当加入12份的SFCM时,HDPE/SFCM复合材料的拉伸模量、弯曲强度及弯曲模量比HDPE的分别提高了138.1%,21.1%,33.3%,其结晶度比基体HDPE提高了20.5%。     

固相剪切碾磨制备PA6/蒙脱土纳米复合材料

采用固相剪切碾磨方法制备尼龙6/蒙脱土(PA6/MMT)纳米复合材料。表征了复合材料的结构,研究了其力学性能、热稳定性能及结晶性能。结果表明,PA6/MMT纳米复合材料的力学性能较PA6有较大提高,含4%MMT的PA6/MMT纳米复合材料的拉伸弹性模量从2697 MPa提高到3299 MPa,拉伸强度从63.6 MPa提高到77.8MPa;起始分解温度和最大失重温度均高于纯PA6;PA6/MMT纳米复合材料中PA6的结晶温度和结晶速率提高。     

纳米氧化锌填充PBS复合材料性能的研究

采用硅烷偶联剂(KH-550)对纳米氧化锌进行了表面改性,通过熔融共混法制备了聚丁二酸丁二醇酯(PBS)/纳米氧化锌复合材料,利用扫描电子显微镜、热重分析仪、差示扫描量热仪等对复合材料的力学性能、热性能和非等温结晶性能进行了研究分析,并通过Ozawa-Flynn-Wall方法分析了复合材料的热降解行为。结果表明,纳米氧化锌能提高PBS的拉伸强度和弯曲强度,但降低了其冲击强度;改性后的纳米氧化锌可以提高其与PBS的界面相容性,并提高其在PBS基体中的分散性能,不同程度地提高了复合材料的力学性能;纳米氧化锌提高了PBS的结晶速率,降低了其热解反应活化能。     

云母与成核剂复配改性PP

采用云母和成核剂填充改性聚丙烯(PP),研究了复合材料的力学性能、结晶性能及耐热性能。结果表明:云母可有效提高PP的弯曲强度及模量、悬臂梁缺口冲击强度和耐热性能;少量成核剂NA11和表面活性剂硬脂酸钙可使PP/云母复合材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量及悬臂梁缺口冲击强度较纯PP分别提高10.4%,32.9%,92.6%,9.2%,热变形温度由纯PP的105℃提高到135℃;云母及NA11对PP具有异相成核作用,复合材料的结晶温度明显提高,晶粒细化、致密。     

LDPE/剑麻纤维素微晶复合材料性能研究

采用熔融共混法制备低密度聚乙烯(LDPE)/剑麻纤维素微晶(SFCM)复合材料,研究了SFCM的用量对LDPE/SFCM复合材料的力学性能、维卡软化点、熔体流动速率及熔融结晶行为的影响。力学性能测试表明:SFCM的加入可明显提高基体LDPE的拉伸弹性模量、弯曲强度及模量,但降低了体系的拉伸强度。当加入3份的SFCM时,LDPE/SFCM复合材料的缺口冲击强度最大,为46.9 k J/m~2,比纯LDPE提高了33.2%。热性能、流动性能及DSC研究表明:SFCM的加入对LDPE/SFCM复合材料的维卡软化点、熔融温度及结晶温度影响不明显,但降低了复合材料的熔体流动速率,同时LDPE的结晶度明显提高。     

聚甲醛/纳米SiO2复合材料的力学性能、结晶行为及热稳定性研究

以改性纳米SiO2为填料,通过熔融共混工艺制备聚甲醛/纳米SiO2复合材料,对其力学性能、结晶行为及热稳定性进行了研究。结果表明:复合材料的拉伸强度和缺口冲击强度随着SiO2含量的增加呈先增大后减小的趋势,二者分别在SiO2质量分数为3%和1%时达到最大;而弹性模量的情况则有所不同,其随着SiO2含量的增加不断增大。DSC测试结果显示,纳米SiO2具有较好的形核作用,能够促进聚甲醛的结晶温度升高,但会抑制晶粒的生长,导致复合材料结晶度的降低。此外,纳米SiO2还能显著提高聚甲醛的热稳定性。与纯聚甲醛相比,复合材料的最大热分解温度在氮气和空气气氛下分别提高了约41.1℃和24.5℃。     

纳米硫酸钡增强PET复合材料性能研究

通过熔融共混法制备了纳米硫酸钡增强PET复合材料。研究了纳米硫酸钡用量对增强PET复合材料力学性能的影响。结果表明,纳米硫酸钡对PET有显著的增强作用,在纳米硫酸钡质量分数为3％时,增强PET的力学性能最佳,对比空白样,拉伸强度和模量分别提高了15．6％和18．0％,弯曲强度和模量分别提高了13．6％和14．2％,而冲击强度基本没有下降。     

纳米硫酸钡增强增韧尼龙66

通过熔融共混法制备了纳米硫酸钡增强增韧尼龙66复合材料。研究了纳米硫酸钡含量对增强增韧尼龙66复合材料力学性能的影响。结果表明，纳米硫酸钡对尼龙66有显著的增强增韧作用。尼龙66的韧性、刚性和强度随着纳米硫酸钡含量的增加先增后减，在纳米硫酸钡质量分数为3％时，力学性能最优；对比空白样，缺口冲击强度提高了17．1％，弯曲强度和模量分别提高了5．74％和11．57％，拉伸强度和模量稍有提高。     

纳米TiO2对PET结晶行为、流变和力学性能的影响

通过二阶熔融共混法制备了聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)／纳米二氧化钛(TiO2)复合材料，并使用TEM对纳米TiO2在基体中的分散状态进行了观察。研究了纳米TiO2对PET的结晶行为、流变与力学性能的影响。发现纳米TiO2粒子在PET基体树脂中起到了成核剂的作用，明显提高了基体树脂结晶温度、结晶速率，并使材料的DSC曲线形状发生显著变化，出现熔融双峰。纳米TiO2的加入明显降低了PET的熔体粘度。并且发现在较低和较高剪切速率区，PET／纳米TiO2体系粘度随剪切速率的变化趋于平缓；而在中等剪切速率区，其流动行为表现出假塑性流体特性。纳米TiO2对PET有明显的增强增韧作用，加入3％可使材料的拉伸和断裂强度提高25％；加入1％可使材料缺口冲击强度提高10％。     

煤矸石填充聚酰胺6复合材料的结构与性能研究

采用熔融共混法制备了聚酰胺6／煤矸石复合材料，研究了复合材料的力学性能、微观结构、结晶行为和流变性能。结果表明：煤矸石的加入使聚酰胺6的的拉伸强度、弹性模量、弯曲强度和弯曲模量分别增加了约53．8％、66．1％、37．1％和63．4％，而冲击韧性基本保持，煤矸石最佳填充量为25％；煤矸石在聚酰胺6基体中分散均匀，复合材料具有韧性断裂特征；煤矸石使聚酰胺6的结晶温度由187．0℃升高到191．3℃，过冷度由33．6℃降至18．9℃，结晶温度范围变窄，即煤矸石提高了聚酰胺6的结晶速率，对聚酰胺6具有异相成核作用；在所研究的剪切速率范围内，聚酰胺6及其复合材料的流变行为表现为假塑性，煤矸石的加入使非牛顿指数减小，聚酰胺6对剪切敏感性下降。     

纳米CaCO3改性β成核聚丙烯的研究

采用经铝钛复合偶联剂处理的纳米CaCO3粒子对β成核聚丙烯（β-PP）进行改性，研究了pPP／纳米CaCO3复合材料的力学性能。结果表明，添加纳米CaCO3能够提高β-PP的综合力学性能，在纳米CaCO3用量为4％（质量分数，下同）时，冲击强度比β-PP提高了33％，是纯PP的3倍；拉伸模量、弯曲模量分别比β-PP提高了10％和15％。X射线衍射和偏光显微镜对β-PP／纳米CaCO3复合材料的结晶结构表征表明，添加纳米CaCO3可以提高β-PP的β晶含量。降低晶粒尺寸，但不会改变β-PP的束状结晶结构形态；差示扫描量热分析表明，纳米CaCO3粒子的存在降低了β-PP的结晶温度和结晶速率。     

Al-BaSO4/PE复合材料与临床材料性能对比

采用熔融共混方法制备了铝酸酯偶联剂改性硫酸钡(Al-BaSO4)/聚乙烯(PE)复合材料。重点研究了AlBaSO4与PE基体之间的界面结合机制,并且对Al-BaSO4/PE复合材料与临床应用复合材料进行了力学性能对比。运用X射线衍射(XRD)、X射线能谱仪(EDS)、扫描电镜(SEM)及万能拉伸试验等测试方法,表征了复合材料的结构、填料分布、形貌及力学性能。结果表明,铝酸酯偶联剂改善了BaSO4与PE的相容性,Al-BaSO4在聚乙烯基体中的分散性较好,Al-BaSO4/PE复合材料的力学性能优于临床应用产品的力学性能。Al-BaSO4/PE复合材料的拉伸强度与临床应用产品相比,提高了10.4%;断裂伸长率与临床应用产品相比,提高了14.2%;弯曲强度与临床应用产品相比提高了16.4%。     

PET/滑石粉复合材料结晶性能、热性能和力学性能研究

采用差示扫描量热仪、热重分析仪等研究了滑石粉作为成核剂对聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）结晶性能、热性能以及力学性能的影响。结果表明,滑石粉的添加量为0.5 %（质量分数,下同）时,可有效改善PET的结晶性能,结晶温度（Tc）比经历相同热历程的PET空白试样提高11.36 ℃,且结晶完善程度随降温速率的减小而提高;非等温结晶动力学研究发现,Jeziorny法和莫志深法更符合复合材料的非等温结晶过程,而二次结晶的存在使Ozawa法并不适用;由于滑石粉与基体树脂相容性好并可均匀分散,从而很好地保持了原树脂的热性能,且所得复合材料的力学性能均有所提高,其中拉伸性能提高12 %。     

基于六氢邻苯二甲酸盐的α/β复合成核剂对聚丙烯性能的影响

将α成核剂六氢邻苯二甲酸钙和β成核剂六氢邻苯二甲酸锌复合得到α/β复合成核剂体系,研究了其对等规聚丙烯（iPP）力学性能和结晶性能的影响,并用Avrami理论研究了成核iPP的等温结晶动力学。结果表明,α/β复合成核剂以特定比例复合可以同时提高iPP的刚性和韧性,其中在复合比例为7∶3时,拉伸强度提升了6.7 %,弯曲模量提升了21.8 %,冲击强度提升了108.2 %。进一步研究了复合成核剂在iPP中的浓度效应,随着总添加量的增加,iPP的结晶温度逐渐增加,力学性能趋于稳定,在添加量达到0.4 %（质量分数,下同）时基本不变,此时冲击强度提升了175.3 %,弯曲模量提升了15.0 %,拉伸强度提升了6.5 %。等温结晶动力学的结果表明,复合成核剂体系的加入可以明显缩短iPP的结晶时间并且降低结晶所需的表面能。     

热处理对PP/PET共混体系结晶及力学性能的影响

研究了热处理对聚丙烯(PP)/聚对苯二甲酸乙二酯(PET)共混体系结晶、熔融行为及力学性能的影响。结果表明适当地对共混体系进行热处理,可有效改善材料的拉伸性能及弯曲性能,拉伸强度及弯曲强度最大增幅分别可达13%和33%。PP/PET共混体系力学性能的增加在于体系中聚合物结晶结构的完善、结晶度的提高以及热应力的消除,其中,PP的结晶度变化较大,由处理前的37.1%增加到处理后的52.1%。     

玻璃纤维增强煤基抗冲共聚聚丙烯的性能

采用双螺杆挤出共混法制备了短玻璃纤维(GF)改性聚丙烯(PP)2240S的共混物,通过力学性能分析测试、扫描电子显微镜表征、熔体流动速率测试和熔融结晶分析等研究了改性体系的力学性能、显微结构、加工流动性和结晶性能等。结果表明,当GF添加量为30%时,复合体系的弯曲强度、弯曲弹性模量、拉伸强度等较纯PP分别提高约112%,269%和108%,但GF与基体粘结力弱导致冲击强度没有提高;为进一步改善界面作用力,以5%马来酸酐接枝聚丙烯作相容剂,相同GF添加量下PP的弯曲强度达86.99 MPa,弯曲弹性模量达5073 MPa,拉伸强度达78.5 MPa,简支梁缺口冲击强度达14.78 kJ/m2,比纯PP的相关指标分别提高约161%,302%,190%和131%,GF与PP界面粘结力增强,PP的力学性能随GF含量的递增而大幅提高。但GF降低了PP的熔体流动速率,并且体系的结晶温度基本未变,结晶度降低,可能与未产生界面横晶有关。