基于制品设计与工艺优化的高分子成型加工实验教学研究

高分子材料成型加工实验是高分子材料与工程本科专业的一门重要实验教学课程。笔者对近年来所在教学团队所开展的实验教学改革与探索进行了小结。实践证明,通过实验教学改革,进一步调动了学生的学习兴趣、提高了学生的实际动手能力,在培养学生独立思考和创新能力的同时,有助于让学生将理论知识与实践相联系,做到学以致用。     

PP/EPDM共混体系增韧技术研究进展

从乙烯/丙烯/二烯烃共聚物(EPDM)增韧、β–PP晶增韧以及刚性粒子增韧等方面对PP/EPDM共混体系的增韧技术进行综述,展望了PP增韧改性研究的发展趋势。     

BN/Al_2O_3/碳纤维填充MVQ导热复合材料的制备

以甲基乙烯基硅橡胶(MVQ)为基体,片层氮化硼(BN)、球形Al_2O_3、碳纤维为填料,通过共混的方法制备了导热硅橡胶复合材料。利用热重分析仪(TGA),扫描电子显微镜(SEM),电子拉力试验机以及导热系数仪对复合材料的结构和性能进行了表征。结果表明:复合材料的热导率、热稳定性、力学性能、交联密度随着填料量的增加而增加。填料量达50vol.%时,尤以片层BN对热导率增加的效果突出,热导率从0.168增至1.8W/(m·K);碳纤维对复合材料的力学性能贡献最大,拉伸强度从0.48增加到2.98MPa;片层BN在橡胶基体中以面-面接触的方式均匀分散,更易于形成有效的导热网链。     

纳米SiO2表面聚合物接枝改性的研究

在纳米ＳｉＯ２颗粒表面通过引入过氧基因引发甲基丙烯酸甲酯（ＭＭＡ）聚合，研究了温度、反应时间等对纳米颗粒改性的影响。ＩＲ结果表明，在纳米ＳｉＯ２表面已成功地接枝上聚甲基丙烯酸甲酯（ＰＭＭＡ）。     

不同填料对聚乳酸复合材料导热及结晶行为的影响

通过熔融挤出法制备了分别由铁粉（Fe）、铜粉(Cu)、铝粉(Al)和氧化铝(Al2O3)粉4种导热填料填充的聚乳酸（PLA）复合材料,研究了填料种类、用量对复合材料的热导率、固化以及结晶行为的影响。结果表明,其中添加10 % (质量分数,下同)Fe可使复合材料的热导率提高90 %,10 % Al2O3的加入使冲击强度提高55 %,填料种类和用量对肖氏硬度(A)没有显著影响;随着填料用量的增加,复合材料的结晶速率明显提高,添加5 %填料可使复合材料结晶速率平均提高83 %,而添加10 %的填料时结晶速率仅提高79 %。     

HSi-g-A151的制备及其对纳米Si3N4的表面改性

通过甲基含氢硅油与乙烯基硅氧烷(A151)的接枝反应,制备大分子硅氧烷偶联剂(HSi-g-A151),并用其对纳米Si3N4粉体进行表面修饰,通过沉降实验、透射电镜分析、粒度测定、热重分析和表面自由能分析等手段对改性前后的粉体进行表征.结果表明:大分子硅烷偶联剂对纳米Si3N4粉体为化学改性,改性后的纳米Si3N4粉体在二甲苯中悬浮稳定,粒径分布在30 nm左右,纳米颗粒表面自由能由79.8 J·m-2下降到39.4 J·m-2.     

改性纳米氮化硅/FKM复合材料的制备和性能研究

采用甲基丙烯酸六氟丁酯-甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物对纳米氮化硅进行表面改性,制备改性纳米氮化硅/氟橡胶(FKM)复合材料,并对其性能进行研究.结果表明:改性纳米氮化硅在FKM基体中分散均匀;当改性纳米氮化硅用量为1.5份时,改性纳米氮化硅/FKM复合材料的综合物理性能、耐磨性能、耐热空气老化性能和耐油性能较好.     

纳米氮化硅对氯磺化聚乙烯橡胶耐磨性能的影响

采用低相对分子质量氯磺化聚乙烯改性的纳米氮化硅填充氯磺化聚乙烯橡胶(CSM)制备纳米氮化硅/CSM复合材料,并对其性能进行研究.结果表明,低相对分子质量氯磺化聚乙烯与纳米氮化硅质量比为0.08时,改性效果较好,可有效地阻止纳米氮化硅的团聚;1份改性纳米氮化硅填充的CSM胶料耐磨性能比未加改性氮化硅的CSM胶料提高了1.8倍,其余物理性能变化不大.     

PET4A改性PP/PLA复合材料的制备及性能研究

选用季戊四醇四丙烯酸酯(PET4A)接枝改性聚丙烯，再与聚乳酸(PLA)共混，基于两步法熔融共混工艺制备得到改性聚丙烯/PLA(m-PP/PLA)复合材料。考察了m-PP/PLA复合材料结晶行为、热学性能、力学性能、流变性能、微观形貌的影响因素。结果表明：含有接枝改性后的PP与PLA共混后能够明显地提高复合材料的相容性和结晶度，进而提高复合材料的力学性能。当PET4A添加质量为2%,引发剂过氧化二异丙苯(DCP)质量含量为0.05%时，复合材料结晶度达42.0%,综合力学性能最佳，冲击强度和拉伸强度比纯PP/PLA分别提升了25.96%和27.25%。     

刚柔嵌段共聚物力学和生热性能的分子动力学模拟研究

由刚性链和柔性链组成的刚柔嵌段共聚物具有优异的性能，在各行各业得到广泛应用。利用分子动力学方法探究了这类聚合物中刚性强度、含量、刚性段分布对材料力学强度和生热性能的影响。研究发现，刚性强度和刚性嵌段含量增加均会导致材料力学强度提高和生热性能变差，但当刚性嵌段含量一定时，通过调控刚性段嵌段分布可以获得力学性能优异、滞后生热损失低的材料。在此基础上，探究了支化和交联的影响，研究结果表明，分子链支化和柔性嵌段交联能够改善材料力学性能。