废印刷电路板粉填充改性丁苯橡胶复合材料的性能研究

以废印刷电路板(PCB)非金属粉对丁苯橡胶(SBR)进行填充改性,采用机械共混法制备了SBR/废PCB粉复合材料,考察了SBR接枝马来酸酐(SBR-g-MAH)、硅烷偶联剂KH-792的引入对SBR/废PCB粉复合材料力学性能及硫化特性的影响。结果表明:SBR-g-MAH和KH-792均能有效提升SBR/废PCB粉复合体系的界面强度,SBR/SBR-g-MAH最佳配比为60/40(质量比,下同),硅烷偶联剂KH-792的最佳用量为3%(质量分数),SBR-gMAH对复合材料的改性效果优于KH-792。当SBR/SBR-g-MAH并用比为60/40,废PCB粉填充量为20份时,复合材料的综合力学性能最佳。改性后的SBR/废PCB粉复合材料的最小扭矩(F_(min))、最大扭矩(F_(max))和正硫化时间(t_(90))均高于纯SBR,而焦烧时间(t_(10))低于纯SBR。     

丁苯橡胶/高岭土复合材料的性能及补强机理

将经过有机改性的高岭土填充到丁苯橡胶(SBR)基体中,利用熔融共混法制备了一系列SBR/高岭土复合材料,对填充SBR复合材料的硫化性能、力学性能和微观结构进行了表征分析。结果显示,改性高岭土填料可以明显改善SBR复合材料的硫化加工性能和力学性能,其中M-6改性剂(巯基硅烷偶联剂)的改性效果最好。随着高岭土粒度的降低,SBR复合材料的焦烧时间(t10)和正硫化时间(t90)逐渐缩短,拉伸强度和定伸模量不断提高;随着高岭土填充份数的增加,SBR复合材料的t10和t90逐渐降低,力学性能不断改善,当填充份数为80 phr时,t10和t90达到最小值,而拉伸强度达到19.62 MPa,撕裂强度达到40.63 kN/m,300%定伸应力达到6.73 MPa,相对纯SBR分别增大了11.70倍、3.79倍和6.73倍。通过对丁苯橡胶/高岭土复合材料微观结构的表征分析,高岭土以片状结构均匀分散在橡胶基体中,初步解释了高岭土填料对丁苯橡胶的补强机理。     

热塑性淀粉的制备及在聚乳酸复合材料中的应用

通过糠基缩水甘油醚（FGE）的化学接枝改性,成功制得具有优异熔融加工性能的热塑性淀粉。红外光谱和核磁共振氢谱分析表明,通过马来酸酐的桥接作用,FGE成功接枝到淀粉分子上。X射线衍射分析发现,FGE的接枝能有效破坏淀粉的晶体结构,从而赋予FGE接枝淀粉（FGE-g-St）优异的热塑性加工性能。动态接触角测试发现,FGE-g-St的接触角从原淀粉（N-St）的30°左右提高至65°左右,表现出极其优异的疏水性能,从而显著改善了FGE-g-St与聚乳酸的界面相容性。相对于PLA/N-St复合材料,PLA/FGE-g-St复合材料的拉伸强度、弯曲强度和断裂伸长率均得到显著提高,这得益于其优异的界面相容性。     

碳纳米管/丁苯橡胶复合材料的电学性能

采用喷雾干燥法可制备不同配比的碳纳米管（Carbon nanotubes,CNTs）/粉末丁苯橡胶复合材料,观察CNTs在橡胶基体中的分散情况,检测复合材料的导电性能及介电性能,并进行了简要的理论分析。结果表明:CNTs在橡胶基体中获得了充分均匀的分散,有利于CNTs改性补强作用的发挥。与纯胶样品及填充炭黑（Carbon black,CB）样品相比, 填充CNTs样品在8~18GHz下具有较高的介电常数及低介电损耗。随着CNTs加入量的增加,CNTs/粉末丁苯橡胶复合材料的电导率逐渐升高,当CNTs加入量为60phr（per hundred rubber）时,与纯胶样品及添加60phr CB样品相比,电导率提高近10个数量级;复合材料内部导电同时存在隧道导电机制和渗逾导电机制。采用喷雾干燥法制备的CNTs/粉末丁苯橡胶复合材料,将是一种综合性能良好的新型纳米复合材料,有望在抗静电橡胶、电磁屏蔽及介电材料等领域获得应用。      

改性淀粉膜的制备及生物降解性能

以控制释放肥料为模型,采用膜失重率法、膜形态分析法和CO2产量测定法考察了不同成膜因素如取代度、铸膜液溶剂及铸膜液浓度对酯化改性淀粉膜生物降解性能的影响。结果表明,改性淀粉取代度越高,铸膜液溶剂挥发性越低,铸膜液浓度为16%时,膜土壤降解速率越小。30℃恒温时,初步优化的改性淀粉膜在土壤中30d失重率为20%,21d降解成CO2的比率为1.98%。改性淀粉膜在土壤中能降解且有较小降解速率,能够满足控制释放肥料对膜降解性的要求。     

改性淀粉/PVA可降解薄膜的制备及性能研究

研究了以丙烯酸甲酯改性淀粉/PVA制备可降解薄膜的工艺,以及在不同工艺条件下对薄膜力学性能的影响,并与玉米淀粉/PVA薄膜的力学强度进行了比较.结果表明,在PVA比例为55%(质量分数,后同)、交联剂戊二醛为0.6%、甘油为15%、反应时间为25min时,改性淀粉薄膜的各项力学性能达到最佳水平,力学强度较普通玉米淀粉薄膜有所提高.     

淀粉/稻草上段丝片环保复合材料的制备及性能研究

开发基于农作物秸秆的复合材料是提高农副产品附加值,变废为宝,节约资源,保护环境的重要途径.将稻草丝片化有利于消除稻草内部的缺陷,增强复合材料的强度.采用热压方法制备了淀粉/稻草上段丝片复合材料,研究了淀粉用量、热压温度、热压时间对复合材料拉伸性能的影响.淀粉用量为40％,热压温度为130℃,热压时间为10min,复合材...     

改性纳米SiO2/硅橡胶复合材料的制备及性能

为提高纳米SiO₂在硅橡胶（SR）基体中的分散性及两相间的界面结合力,设计以羟基硅油（HSO）和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）为纳米SiO₂的表面封端改性剂,并将改性SiO₂与双组份加成型液体SR复合得到改性纳米SiO₂/SR复合材料。通过一系列表征手段对改性纳米SiO₂的形貌结构及其在乙醇中的分散性等进行分析,研究了改性纳米SiO₂对纳米SiO₂/SR复合材料的断面形貌、力学性能及热稳定性的影响。结果表明:KH570成功接枝到纳米SiO₂表面并与SR基体间形成化学键。当HSO协同KH570改性纳米SiO₂时,可有效改善纳米SiO₂在SR基体中的分散性能及纳米SiO₂与SR两相间的界面结合性能,并显著提高纳米SiO₂/SR复合材料的力学性能和热稳定性。将SiO₂∶HSO∶KH570以质量比为2.0∶0.2∶0.6处理的改性纳米SiO₂粒子,得到的改性纳米SiO₂/SR复合材料起始热分解温度提高了230℃。当SiO₂∶HSO∶KH570质量比为2.0∶0.2∶0.45时,改性纳米SiO₂/SR复合材料的拉伸强度和断裂伸长率分别提高了约1倍。      

受阻酚AO-60/丁腈橡胶-环氧化天然橡胶-天然橡胶复合材料的制备及其阻尼性能

选用受阻酚AO-60/丁腈橡胶（NBR）（质量比40:100）作为阻尼相,环氧化天然橡胶（ENR）作为相容剂,制备了AO-60/NBR-ENR-天然橡胶（NR）复合材料。研究发现,复合材料的微观结构呈"海岛结构",当质量比NR/NBR为60:40和50:50时,体系中出现双连续相结构。复合材料呈现两个玻璃化转变温度,分别出现在-60℃附近和-10℃附近;随着AO-60/NBR质量比的增加,在-20~40℃温度范围内复合材料的有效阻尼温域从0℃拓宽到35.9℃,且损耗因子随应变增大有小幅提升。复合材料在低应变下呈现低应力,表现出高柔性,同时其在较高应变下存在应力突变点,表现出较高的拉伸强度和扯断伸长率。      

硅酸盐纳米纤维增强橡胶复合材料的结构与性能

利用天然针状硅酸盐——凹凸棒石(AT)的结构特点, 采用机械共混法并结合原位改性技术制备了一系列硅酸盐纳米纤维/橡胶复合材料, 研究了复合材料的结构与性能, 分析了针状硅酸盐良好增强效果的内在机制。借助硅烷偶联剂的原位改性和混合过程中的机械剪切力, AT微米聚集体被解离成长径比为10~30的纳米纤维分散在橡胶基体中, 纳米复合材料表现出短纤维/橡胶复合材料(SFRC)的应力-应变特性和明显的力学性能各向异性。而且, AT/橡胶纳米复合材料具有优良的高温模量和加工性能。AT的优良的增强效果来源于AT的纳米分散和良好的纤维-橡胶界面结合。      

碱式硫酸镁晶须/橡胶复合材料的制备

将超声分散后的硅烷偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷改性碱式硫酸镁晶须（KH550-MgOS_W）分散液加入天然胶乳（NR）中,对其进行补强,制得绿色环保高性能的KH550-MgOS_W/NR复合材料。系统研究了KH550-MgOS_W/NR复合材料的力学性能、阻燃性能及热稳定性能。结果表明,用KH550改性后的MgOS_W与橡胶基体具有很好的相容性。KH550-MgOS_W/NR复合材料的力学性能、阻燃性能及热稳定性能均比纯胶有所提高。当KH550-MgOS_W与NR质量比为4%时,KH550-MgOS_W/NR复合材料的各项性能均达到最佳,300%定伸应力、拉伸强度、撕裂强度、断裂伸长率、交联密度比纯胶胶膜分别提高了25.0%、36.8%、37.3%、11.4%、44.2%,垂直燃烧等级由FV-1提高到了FV-0级,比纯胶的起始热降解温度（T₀）、最大热降解温度（T_p）和终止热降解温度（T_f）分别提高了6.2℃、5.2℃和4.1℃。     

改性累托石粉体的制备及其填充橡胶复合材料的结构与性能

利用喷雾干燥法制备了硅烷偶联剂KH550改性的累托石粉体, 考察了喷嘴进口温度对制备的累托石粉体表面性质、结构及形貌的影响。将累托石粉体分别加入到丁苯橡胶(SBR)、天然橡胶(NR)和丁腈橡胶(NBR)中, 通过熔融共混法制备了改性累托石/橡胶复合材料, 研究了累托石在橡胶基体中的分散状态及其对基体的增强效果。结果表明: 随着进气温度的提高, 与累托石复合的KH550的量也随之增加; KH550分子插层进入累托石层间, 阻碍了片层的再聚集, 片层堆砌更加无序蓬松; 改性累托石在SBR中出现了局部团聚现象, 在NBR中分散较均匀, 而在NR中分散状态最好; 与相应的纯橡胶相比, 改性累托石填充的SBR和NBR基复合材料的各项力学性能均有所提高, 而其填充的NR基复合材料的定伸应力提高, 拉伸强度和撕裂强度基本不变, 断裂伸长率有所下降。     

橡胶相尺度对亚微米或纳米橡胶颗粒填充环氧复合材料性能的影响

对比研究了由液体橡胶在环氧树脂中原位形成的亚微米橡胶/环氧复合材料和在环氧树脂中直接添加纳米橡胶颗粒形成的纳米橡胶/环氧复合材料的性能。研究表明：未固化混合物的黏度随着纳米橡胶相的加入逐渐增加,但随着亚微米橡胶相含量的增加而降低;橡胶/环氧复合材料的玻璃化转变温度随着纳米橡胶颗粒的加入逐渐增加,但随着亚微米橡胶相含量的增加而降低;两种橡胶相的添加均使复合材料的弹性模量降低,断裂延伸率增加;在较低含量时,纳米橡胶颗粒可以提高环氧的拉伸强度;两种橡胶填充的橡胶/环氧复合材料均显示出明显的增韧效果。微观形貌分析表明,两种橡胶均可以在应力作用下脱粘并促进裂纹尖端的塑性变形。     

异氰酸酯接枝改性淀粉/聚碳酸亚丙酯共混物及性能

为提高淀粉(Starch)与聚碳酸亚丙酯(PPC)的界面作用力,在淀粉颗粒与PPC复合时加入二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI),进行反应性共混改性,通过FTIR、DSC、TGA、SEM、拉伸测试等手段对共混物进行表征,验证了接枝作用的发生,同时讨论了在熔融状态下,MDI对共混物接枝改性的作用效果.结果表明:有PPC大分子接枝到淀粉颗粒表面上.正是接枝的PPC在两相间充当兼容剂,提高了其相容性,增强了PPC相与淀粉颗粒之间的界面粘接力,使得形态结构稳定化,从而使得力学性能和热稳定性得到有效改善.     

Synthesis and characterizations of modified expanded graphite/emulsion styrene butadiene rubber nanocomposites: Mechanical,dynamic mechanical and morphological properties

The present research work demonstrated the reinforcing effect of expanded graphite (EG) and modified EG (MEG) with and without carbon black (CB) on the physical, mechanical and thermo-mechanical properties of emulsion polymerized styrene butadiene rubber (SBR) vulcanizates. In separate batches, EG and MEG flakes with and without CB were incorporated into the SBR by melt blending. The microstructures of the nanocomposites were precisely characterized by wide angle X-ray diffraction (WAXD) analysis and high resolution transmission electron microscope (HR-TEM). EG and MEG filled SBR compounds showed improvement in the curing features, mechanical, thermal and dynamic mechanical properties than their respective controls.     

改性石墨烯/聚氯乙烯复合材料的制备及性能

采用不同含量的硅烷偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）对石墨烯（GE）进行改性,将改性GE（KH-GE）与聚氯乙烯（PVC）进行熔融混炼制备KH-GE/PVC复合材料。通过FTIR、Raman、XRD、TEM和SEM表征改性前后GE结构变化,并考察了KH-GE/PVC复合材料的力学性能、导电性能及稳定性能。结果表明,GE∶KH570质量比为1∶2时,KH-GE的层间距较大,改善了GE的团聚,使GE在PVC基体中的分散得到了改善。随着KH-GE含量的增加,KH-GE/PVC复合材料的力学性能显著提高,当KH-GE质量分数为1.5wt%时,KH-GE/PVC复合材料的拉伸强度和断裂伸长率分别为23.98 MPa和226.78%,比未添加KH-GE的PVC复合材料分别提高了51.1%和65.73%;相对于纯PVC,当KH-GE质量分数为1.5wt%时,对应的50%热失重（T_50%）及90%热失重（T_90%）分别从289.81℃和486.01℃提高到298.51℃和596.53℃,提高了KH-GE/PVC复合材料的热稳定性,导电性也显著提高。