碳纤维表面酰氯化及其与尼龙6的接枝Ι.接枝方法及复合材料的力学性能

通过碳纤维(CF)表面官能团的酰氯化,采用阴离子接枝反应制备了表面接枝尼龙6(PA6)的碳纤维. SEM观察表明,接枝PA6的CF表面呈粗颗粒状形态. XPS结果表明,CF表面N/C 比例由接枝前的0.030提高到接枝PA6后的0.061. 接枝率达2.1%以上. 接枝PA6的CF增强了CF与PA6复合材料界面的相互作用,剪切强度提高了14%.     

多巴胺表面改性碳纤维对PVDF/CF复合材料性能的影响

对碳纤维(CF)进行去浆处理,再利用多巴胺对CF改性,得到多巴胺改性CF(DARCF),添加马来酸酐接枝聚偏氟乙烯(PVDF-g-MAH),制备了DARCF增强PVDF-g-MAH复合材料(PVDF-g-MAH/DARCF)。采用原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对CF表面的粗糙度、结构和官能团进行表征。采用扫描电镜(SEM)、界面接触角测试和力学性能测试对复合材料的界面、力学性能进行测试。结果表明:改性之后,DARCF表面粗糙度增加,与树脂的界面结合强度提高,PVDF-g-MAH/DARCF的弯曲强度和模量比未改性的PVDF/CF分别提高了71.3%和36.9%。     

高性能纤维表面改性及其双马树脂基复合材料界面

采用电感耦合射频等离子体(ICP)和介质阻挡放电(DBD)低温等离子体对高性能连续纤维表面进行改性,分别采用X光电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)和动态接触角测定仪(DCA)等分析测试手段系统地研究了等离子体处理时间、放电功率、放电气压等对连续碳纤维、聚苯并二噁唑(PBO)纤维改性处理前后,纤维表面状态、表面组成、表面形貌、浸润性能的变化规律以及经等离子体处理前后纤维增强双马树脂基复合材料界面结构与性能的影响关系及变化规律、复合材料界面粘结和破坏机理.研究结果表明,经过等离子体处理后,纤维表面接枝上了大量的含羧基、羟基等极性官能团,表面粗糙度增加,表面自由能增加,纤维浸润性能得到明显改善,导致纤维与双马树脂基体界面层间剪切强度(ILSS)明显提高,复合材料的破坏模式由未处理的界面脱粘破坏转变为等离子体处理后的树脂基体破坏.最后,对纤维表面时效性及其对纤维增强双马树脂基复合材料界面性能的影响关系也进行了论述.     

原位合成纳米SiO2增强阴离子聚酯型上浆剂及其对碳纤维复合材料层间剪切强度的影响

采用溶胶-凝胶法, 在侧链带有羧基的线性不饱和聚酯中加入正硅酸乙酯(TEOS), 使TEOS在酸性条件下发生水解反应, 原位合成纳米SiO₂增强阴离子型聚酯乳液(SEAPE). 利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)仪、 激光粒度分析仪和冷冻扫描电子显微镜(Cryo-SEM)对SEAPE进行分析与表征. 将SEAPE与聚乙二醇单油酸酯润滑剂、 非离子型表面活性剂FC-4430及抗氧剂1010进行复配, 原位制备纳米SiO₂增强阴离子型聚酯乳液上浆剂(SEAPEs), 用扫描电子显微镜(SEM)、 视频动态接触角测量仪、 X射线能谱(EDS)仪和纤维强力仪对SEAPEs上浆后碳纤维的表面形貌、 表面能、 碳纤维(CF)表面元素及碳纤维增强不饱和聚酯(UPR)复合材料(CF/UPR)的层间剪切强度(ILSS)进行测试与表征. 结果表明, 当TEOS添加质量分数为5%时, SEAPEs上浆后的碳纤维有效增强了其与UPR的结合强度, CF/UPR复合材料的ILSS达到40.03 MPa, 与市售环氧树脂型上浆剂上浆后碳纤维增强UPR复合材料相比, ILSS提高90.1%. SEAPEs中原位生成的纳米SiO₂分散均匀, 乳液储存稳定, 上浆后SiO₂均匀吸附在碳纤维表面, 增加碳纤维表面能, 改善碳纤维与树脂间的浸润性, 可有效提高碳纤维增强不饱和聚酯树脂复合材料的ILSS.     

原位固相接枝改性碳酸钙/聚丙烯复合材料的制备

用马来酸酐（MAH）在碳酸钙（CaCO3）表面引入双键,通过原位固相接枝法将聚丙烯蜡（PPW）化学键合在CaCO3表面,制得3种接枝率的CaCO3-MAH-PPW。 将这3种改性CaCO3填充聚丙烯（PP）制备复合材料,研究了PP/CaCO3界面作用对复合材料强度的影响。 结果表明,CaCO3表面经PPW接枝改性后在PP中的分散性提高,与PP相容性变好;随着改性CaCO3表面PPW接枝率的提高,CaCO3与PP之间界面作用逐渐增强。 当PPW接枝率为4.48 mg PPW/g CaCO3时,CaCO3与PP之间的界面作用最强,复合材料拉伸强度下降最小,杨氏模量提升最大,当m(PP)∶m(CaCO3)=100∶50时,杨氏模量达0.86 GPa,是纯PP的1.63倍;而PPW化学接枝率为2.49 mg PPW/g CaCO3时,CaCO3与PP之间的界面作用适中,复合材料缺口冲击强度提升最大,且当m(PP)∶m(CaCO3)=100∶10时,缺口冲击强度达3.91 kJ/m2,是纯PP的1.35倍。     

基于电泳沉积法碳纤维表面改性的研究进展及应用

近些年来,碳纤维(CF)由于具有优异的力学性能,被用作复合材料的增强体。但CF表面缺少极性基团,呈现化学惰性,使CF与树脂(EP)之间的界面粘结性能较差。为了改善该问题,需要对CF表面进行改性。氧化石墨烯(GO)和碳纳米管(CNT)具有大的比表面积,且表面含有大量的极性基团,将二者引入CF表面,可以有效改善CF与EP之间的界面问题。利用电泳沉积技术成功地制备了GO和CNT/EP复合材料,并显示出各种优异的界面性能。本文对国内外通过电泳沉积方法在CF表面沉积CNT和GO的改性以及电泳沉积GO和CNT的应用现状进行了综述和分析,并在此基础上,对电泳沉积碳纳米材料改性CF的研究趋势及前景进行展望。     

MMA接枝改性PVC/CaCO3纳米复合材料的力学性能

采用熔融共混法制备PMMA接枝改性纳米CaCO3增韧PVC（PVC/CaCO3）复合材料,并研究了复合材料的力学性能.结果表明,通过表面PMMA的接枝改性,可以显著提高纳米CaCO3增韧聚氯乙烯复合材料的拉伸强度和拉伸模量,在纳米CaCO3颗粒表面PMMA包覆层厚度为2nm时,复合材料的拉伸强度和拉伸模量达到极大值.对比于未处理纳米CaCO3和钛酸酯偶联剂处理纳米CaCO3,PMMA接枝改性纳米CaCO3增韧PVC复合材料的拉伸强度得到较大幅度提高.SEM显示,经过PMMA接枝改性后的碳酸钙在PVC基体中分散均匀,与基体界面结合良好.     

聚丙烯表面的生物相容性修饰: 表面氨基放大还原胺化接枝磷酰胆碱

在氨气氛中对聚丙烯薄膜表面进行等离子处理, 获得了不同浓度的表面氨基. 表面氨基的数量经1,6-己二异氰酸酯键合三(2-氨乙基)胺可成倍增加. 用还原胺化法将磷酰胆碱醛共价接枝到表面氨基上获得了磷酰胆碱改性的聚丙烯薄膜. X射线光电子能谱(XPS)测定结果表明, 接枝磷酰胆碱基团的表面覆盖率可达20%～40%. 衰减全反射傅立叶变换红外(ATR-FTIR)和动态接触角测定结果也都说明磷酸胆碱基团被成功地接枝于聚丙烯表面. 还原胺化法结合等离子处理及表面氨基放大技术, 有望成为获取新型生物材料的一种有效途径.     

kevlar纤维增强尼龙6复合材料的力学性能

对Kevlar纤维进行了改性,使其成为己内酰胺阴离子开环聚合的活性中心,采用阴离子接枝法在Kevlar纤维(KF)表面接枝尼龙6低聚物,并与基体尼龙6混合,用挤出和注塑方式制备了尼龙6/改性Kevlar纤维(PA6/KF1)复合材料。ESEM和XPS分析表明,Kevlar纤维表面接枝上了尼龙6低聚物。比较了尼龙6/未改性Kevlar纤维(PA6/KF0)和PA6/KF1复合材料的力学性能及破坏形态,同时探讨了其破坏机理。结果表明,接枝尼龙6的KF1增强了KF与尼龙6复合材料界面的相互作用,拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量分别提高了20.69%、12.26%和14.23%,但冲击强度降低了8.2%;当复合材料被破坏时,未改性纤维表面只粘附有少量的树脂尼龙6,而改性纤维的表面有较多的树脂包覆层,呈部分非界面脱粘破坏,具有良好的界面结合能力。     

碳纤维表面酰氯化及其与尼龙6的接枝Ⅱ、碳纤维接枝复合材料CF/PA6的等温结晶和熔融行为

碳纤维表面酰氯化及其与尼龙6的接枝Ⅰ、碳纤维接枝复合材料CF/PA6的等温结晶和熔融行为;阴离子接枝;碳纤维/尼龙6复合材料     

PEGDA/HEMA水凝胶等离子体表面改性的研究

采用紫外光聚合法合成了聚乙二醇双丙烯酸酯(PEGDA)/甲基丙烯酸-2-羟基乙酯(HEMA)复合凝胶,在不同的条件下进行等离子处理后,紫外光下进行表面接枝改性。在凝胶表面引入亲水性基团,改善材料的亲水性。研究了不同等离子体处理条件及辐射条件对丙烯酰胺(AAm)接枝率的影响。研究表明,丙烯酰胺接枝率随着等离子体处理时间的增加先增大后减小,随着紫外光照射时间、丙烯酰胺浓度的增大而增大。     

马来酸酐化1,2-聚丁二烯熔融接枝聚丙烯木塑复合材料相容剂的研究

采用熔融接枝法,将马来酸酐化1,2-聚丁二烯(MAPB)在过氧化二异丙苯(DCP)的存在下接枝到聚丙烯(PP)上。使用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TG)和差示扫描量热(DSC)法对接枝产物进行表征,将其作为木塑复合材料(WPCs)界面相容剂,以复合材料力学性能为指标对接枝工艺配方进行评价。结果表明:MAPB可以与PP发生接枝反应,并且MAPB的加入能够提高PP的结晶温度和热稳定性。当接枝反应温度为180℃,质量比m(MAPB)∶m(PP)∶m(DCP)=13∶37∶0.2时,所制得的接枝产物对木塑复合材料力学性能提高有最好的效果,以此来确定MAPB-g-PP的工艺配方。     

N,N-二乙基丙烯酰胺与丙烯酸在聚丙烯薄膜表面光接枝制备二元接枝膜及其温度、pH值敏感特性研究

以二苯甲酮为引发剂,聚丙烯薄膜(CPP)为基材,通过紫外光接枝的方法制备了具有温度和pH值双重敏感特性的聚N,N-二乙基丙烯酰胺(PNDEA)与聚丙烯酸(PAA)二元接枝膜.在PNDEA一次接枝膜的制备过程中,引发剂与单体配比相同时,本体接枝方法的接枝速率在反应初期明显高于溶液接枝方法;采用溶液法时,增大引发剂与单体配比等可提高接枝率.用本体法所制得的PNDEA一次膜光活化接枝PAA时接枝速率较溶液法高,并且能够实现较高的PAA接枝率.用红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱化学分析(ESCA)对接枝层组成的表征结果证实了二元接枝层的存在.在不同温度下,PNDEA一次接枝膜的FTIR谱图中酰胺Ⅰ带特征吸收峰发生位移表明它具有温度敏感特性.用扫描电子显微镜(SEM)对PNDEA接枝层表征结果表明,用不同接枝手段所制备的接枝膜具有不同的表面形貌.通过吸水率测定研究了二元接枝膜的温度及pH值敏感特性.     

界面作用对HDPE/POEg/CaCO_3三元复合材料韧性的影响

通过界面改性,制备了以CaCO3为核,马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物弹性体(POEg)为壳的高密度聚乙烯(HDPEg)/弹性体(POE)/CaCO3的三元复合材料.由于“核-壳”结构的形成,弹性体和CaCO3表现出协同的增韧作用.同未经表面处理的CaCO3复合材料相比,在相同的CaCO3含量的情况下,表面处理的CaCO3由于与弹性体形成更强的界面粘结,使得三元复合材料的“脆-韧”转变发生在较低的弹性体含量.     

N,N-二乙基丙烯酰胺与丙烯酸在聚丙烯薄膜表面光接枝制二元接枝膜及其温度、pH值敏感特性研究

以二苯甲酮为引发剂,聚丙烯薄膜(CPP)为基材,通过紫外光接枝的方法制备了具有温度和pH值双重敏感特性的聚N,N-二乙基丙烯酰胺(PNDEA)与聚丙烯酸(PAA)二元接枝膜.在PNDEA一次接枝膜的制备过程中,引发剂与单体配比相同时,本体接枝方法的接枝速率在反应初期明显高于溶液接枝方法;采用溶液法时,增大引发剂与单体配比等可提高接枝率.用本体法所制得的PNDEA一次膜光活化接枝PAA时接枝速率较溶液法高,并且能够实现较高的PAA接枝率.用红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱化学分析(ESCA)对接枝层组成的表征结果证实了二元接枝层的存在.在不同温度下,PNDEA一次接枝膜的FTIR谱图中酰胺Ⅰ带特征吸收峰发生位移表明它具有温度敏感特性.用扫描电子显微镜(SEM)对PNDEA接枝层表征结果表明,用不同接枝手段所制备的接枝膜具有不同的表面形貌.通过吸水率测定研究了二元接枝膜的温度及pH值敏感特性.     

氢键给体和受体对纤维素醚复合薄膜后处理的影响研究

纤维素醚是一类水溶性大分子,它可以作为氢键受体和聚丙烯酸(PAA)形成氢键复合物。利用层层组装的方法制备出羟乙基纤维素(HEC)与PAA的界面复合薄膜,选取氢键给体单宁酸(TA)和氢键受体甲基纤维素(MC)、羟丙基纤维素(HPC)、聚乙烯吡咯烷酮(PVPON)溶液分别对薄膜进行浸泡后处理。研究表明浸泡后处理是一个动态的过程,会改变薄膜的厚度和组成,对于薄膜的实际应用具有指导意义,为多组分复合薄膜的制备提供了新思路。     

玻璃纤维的偶联/接枝改性及其对HDPE/竹粉复合材料性能的影响

通过熔体共混制备了玻璃纤维(GF)增强的高密度聚乙烯(HDPE)/竹粉(BF)复合材料(HDPE/BF)。为了增强GF与基体之间的相互作用,先用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷对GF进行处理,在GF表面引入双建,然后在熔体共混过程中加入少量过氧化二异丙苯,引发双建与基体之间的接枝反应,使GF与HDPE产生化学键合。通过弯曲和冲击实验测试了复合材料的力学性能,通过热失重和维卡软化点表征了复合材料的热性能,并用扫描电子显微镜观察了复合材料的形貌结构。结果表明,通过偶联/接枝的协同改性,GF与基体之间的界面相互作用增强,使HDPE/BF复合材料的力学性能和热性能得到大幅提高。     

橡胶木粉填充LLDPE复合材料的结构和力学性能

用橡胶木粉填充线性低密度聚乙烯(LLDPE),研究了酸、碱溶液预处理木粉的效果和硅烷偶联荆(KH-570)、MMA接枝的天然橡胶胶乳(MGL-30)两种改性剂对橡胶木粉表面改性的效果,以及未粉粒径和填充量等对木粉／LLDPE复合材料力学性能的影响,并用SEM对复合材料拉伸断面的形态结构进行了分析。结果表明：木粉的拉径、木粉填充量和改性荆用量对复合材料的力学性能有较大的影响,经碱溶液预处理再用改性荆改性后的木粉能有效地改善木粉与LLDPE的界面粘结强度,提高橡胶木粉／LLDPE复合材料的力学性能。     

掺杂聚丙烯酸增强钌络合物接枝聚丙烯酸交联纳米粒的电化学发光

本文合成了钌络合物接枝的聚丙烯酸(Ru-PAA),以此作为电化学发光(ECL)聚合物。当钌络合物为PAA的16.2%(质量比)时,ECL发光聚合物中钌络合物的接枝量达到了饱和。利用Ru-PAA上残余的多羧基和被掺杂PAA的多羧基,以氮丙啶为羧基交联剂,交联制备了PAA掺杂的ECL纳米粒。在ECL纳米粒内掺杂PAA时,ECL强度会增加,表明非发光的聚电解质PAA能够增强纳米粒内部接枝的ECL组分的电致化学发光。当非发光的PAA掺杂量为1/20时,ECL信号增强了43.2%。同时,制备的纳米粒也表现出了一些良好的性质,包括在长达15天的考察期中粒径和粒径分布的结构稳定性、约20nm的小粒径和良好的水溶性。当然,表面的残余羧基也为生物标记与分析提供了良好的条件。     

马来酸酐接枝ABS对木粉/ABS复合材料性能的影响

采用压延-模压工艺制备木粉/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)复合材料,考察了相容剂马来酸酐接枝ABS(ABS-g-MAH)用量对木粉/ABS复合材料性能的影响。结果表明,相容剂ABS-g-MAH可有效改善木粉/ABS木塑复合材料的界面相容性,提高复合材料的力学性能、热分解温度和加工流动性,在ABS-g-MAH含量为8%(wt)时,复合材料力学性能达到最佳、材料的界面粘附性最好,但相容剂ABS-g-MAH的加入对复合材料的抗蠕变性没有改善作用。