PP/EPDM/CaCO_3三元复合材料的相结构及力学性能研究

采用以化学键合方式在CaCO3表面包覆上聚丙烯蜡和将改性后的CaCO3先与EPDM复合、再与PP复合的工艺,制备PP/EPDM/CaCO3三元复合材料,以期在PP基体材料中得到EPDM包裹CaCO3的相结构.通过测量三元复合体系中各组分的表面张力,计算各可能组分对之间的界面张力和黏结功,分析三元复合体系中可能的相结构.热力学计算结果表明,三元复合体系中既存在以EPDM为壳、CaCO3为核的"核壳结构",又存在CaCO3与EPDM各自独立分散在PP基体中的结构.电镜照片进一步揭示,在PP/EPDM/改性CaCO3三元复合体系与PP/EPDM/未改性CaCO3三元复合体系中,这两种相结构的比例是不同的,在前者中以核壳结构为主.CaCO3表面性质的不同是产生这一差别的原因.由于这一结构差别的存在,PP/EPDM/改性CaCO3三元复合体系比PP/EPDM/未改性CaCO3三元复合体系具有更好的力学性能.当EPDM用量为8 phr、改性CaCO3用量为15 phr时,三元复合体系的冲击强度达14.25 kJ/m2,是纯PP的3.17倍.     

羟基不饱和脂肪酸改性纳米碳酸钙对聚丙烯微观形态和流变性能的影响

采用羟基不饱和脂肪酸,通过固相法对硬脂酸改性的工业纳米碳酸钙CCR进行表面改性制备了R-CCR,红外光谱(FTIR)显示改性剂已结合在碳酸钙表面.通过熔融共混法制备了聚丙烯(PP)/乙丙橡胶(EPDM)/纳米碳酸钙二元和三元复合材料.并利用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)观察复合材料的微观形态,发现R-CCR的加入,使PP复合材料的拉伸断面出现明显的拉丝状结构和大面积的屈服变形,与PP/EPDM/CCR相比,PP/EPDM/R-CCR冲击断面的空穴明显增加并细化,R-CCR在PP基体中分散均匀,且界面模糊,与基体的相容性明显优于CCR.复合材料流变行为的研究表明R-CCR的加入,体系储存模量G′和损耗模量G″随频率的增加而增加,对损耗因子和复数粘度的影响不大;但PP/EPDM/R-CCR复合材料的表观粘度,明显低于PP/EPDM/CCR和纯PP,同时,剪切速率的增加可有效降低体系的表观粘度.力学性能表明,R-CCR对PP同时起到增韧和增强的效果.且R-CCR和EPDM对PP具有协同增韧的效果.在保持聚丙烯的模量和强度基本不变的前提下,大幅度的改善聚丙烯的韧性,同时加工性能保持不变.     

三元乙丙橡胶/尼龙高性能弹性体结构与性能的研究

通过DSC、DMA、TEM及SEM研究了三元乙丙橡胶 /尼龙 (EPDM /PA)共混物结构与性能 ,按照各级结构形态的特点 ,可大致分为三个层次的结构 :初级结构即氯化聚乙烯 (CPE)锚入或镶嵌在PA中形成分散相颗粒中的结构 ;中级结构指分散颗粒在基体中的采取的微纤状形态 ;高级结构是外力作用下共混物形成的由一定数量微纤组成的可传递应力的聚集体结构 .这种多层次结构决定了共混体系兼具EPDM与PA的优点 ,综合性能优异 .物理机械性能及热氧老化性能比较表明 ,PA改性的EPDM是理想的高性能弹性体     

硬脂酸/异氰酸酯摩尔比对聚丙烯/木粉复合材料性能的影响

用甲苯-2,4-二异氰酸酯（TDI）和硬脂酸（SA）复合改性木粉,在双螺杆挤出机中制备了聚丙烯（PP）基的木塑复合材料（WPC）,研究了SA/TDI摩尔比对木粉表面性能、复合材料力学性能和加工性能的影响。 结果表明,随着SA/TDI摩尔比的增大,改性木粉的表面张力逐渐减小,与PP的界面张力先减小后增大;与未改性的WPC相比,SA/TDI复合改性剂对WPC的拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度影响不明显,但对无缺口冲击强度提升较大;当SA/TDI摩尔比为1.07时,复合材料的无缺口冲击强度和熔体质量流动速率分别达到9.74 kJ/m2和13.12 g/10 min,分别比未改性WPC提高了77%和22%。     

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.     

沉淀法制备EPDM-g-MAH/CaCO_3复合材料及其性能的表征

提供了三元乙丙橡胶(EPDM)交联的一种方法.以二甲苯为溶剂,溶液法制备马来酸酐(MAH)接枝EPDM,然后向溶液中加入适量碳酸钙(CaCO3),与已接枝的马来酸酐(MAH)反应.待反应完全后,滴加丙酮作为沉淀剂,沉淀物真空干燥,制得EPDM-g-MAH/CaCO3弹性体复合材料.溶解、溶胀及拉伸性能测试结果表明,复合材料样品已形成有效的交联,且材料的抗张强度、断裂伸长率和模量均得到较大幅度的提高,当CaCO3含量达到体系总重的20%时,复合材料呈现最佳力学性能.上述实验结果是因为碱性的CaCO3的Ca2+可以与接枝在EPDM上的MAH发生配合反应,进而成为EPDM的交联中心,形成有效交联,从而促进了EPDM机械性能的提高,ATR-FTIR和TGA的测试结果被用于证实上述观点.     

EPDM异氰酸酯官能化与EPDM/PA6的增容

采用熔融接枝聚合法,将极性单体3异丙烯基-a,a'-二甲基苯基-异氰酸酯(TMI)引入三元乙丙橡胶(EPDM),以实现对EPDM的官能化.通过红外光谱对接枝产物进行表征,结果表明TMI已成功接枝到EPDM分子上.采用化学滴定的方法对产物的接枝率进行测定,最高接枝率可达1.34%.将EPDM-g-TMI作为相容剂,应用于EPDM和PA6共混体系(EPDM/PA6),通过平衡扭矩分析、冲击强度测试及扫描电镜对增容效果进行表征,结果表明:共混体系的平衡扭矩和冲击强度均随着相容剂接枝率和含量的增加而增加,当加入4 g接枝率为1.34%的EPDM-g-TMI时,共混物的冲击强度能提高到原来的190%.EPDM的分散情况随着相容剂接枝率和含量的增加而显著改善.     

聚乳酸纤维对热塑性淀粉塑料性能的影响

为增强热塑性淀粉(TPS)的力学及耐水性能,通过挤出注塑工艺制备了聚乳酸纤维(PLAF)增强的TPS复合材料(PLAF/TPS)。采用万能试验机、扫描电镜(SEM)、接触角测定仪、热重分析仪(TG)和转矩流变仪对PLAF/TPS复合材料的性能进行了表征。结果表明:适量的PLAF能够较好地分散在TPS基体中,并与淀粉分子形成氢键,从而显著增强TPS的力学及耐水性能。当PLAF的添加量(质量分数)为1.0%时,复合材料的拉伸强度及冲击强度从纯TPS的1.98 MPa、33.45kJ/m~2提高到6.79MPa、43.71kJ/m~2,断裂伸长率有所下降;PLAF的添加能使复合材料表面的接触角由纯TPS的46.3°增加到最大88.5°,耐水性能显著改善;PLAF使TPS的热稳定性略有提高;PLAF/TPS复合材料的加工性能随着PLAF添加量的增加而变差,当PLAF添加量为1.0%时,PLAF/TPS适宜加工成型。     

炭黑填充聚丙烯/尼龙6/玻璃纤维复合材料的制备及表征

以聚丙烯(PP)和尼龙6(PA6)的共混物为基体材料,以导电炭黑(CB)和玻璃纤维(GF)作为填料,通过熔融共混的方法制备了导电复合材料。研究了GF和CB质量分数对复合材料热稳定性、导电性能、力学性能和微观形貌的影响。结果表明:CB粒子选择性分散在PA6中,同时PA6包覆在GF表面,通过具有较大长径比的纤维相互搭接形成连续的网络结构,从而显著降低复合材料的逾渗阈值。在相同CB质量分数下(2%),PP/PA6/GF/CB的表面电阻率相对于PP/PA6/CB体系降低了5个数量级。此外,引入GF后,材料的热稳定性和拉伸强度都有所提高。     

木粉/聚乙烯复合材料的等离子体表面处理——等离子体处理时间对复合材料表面特性的影响

为改善木粉/聚乙烯复合材料的表面粘接性,实现木粉/聚乙烯复合材料的无缝连接,利用低温等离子体处理技术,对木粉/聚乙烯复合材料进行了表面处理.采用接触角测试、傅立叶变换红外光谱分析(FTIR)以及X射线光电子能谱分析(XPS)研究了等离子体处理前后复合材料表面性能的变化.试验结果表明,经等离子体处理后,复合材料表面的接触角减小,表面润湿性得以改善;FTIR分析结果表明,经等离子体处理后,复合材料表面有—OH、—C=O和—O—C=O基团生成;XPS分析表明,经等离子体处理后,复合材料表面含氧基团的含量增加,在较短的时间内表面氧元素含量增加会达到平衡,且生成大量的—O—C=O基团。     

纳米-CaCO3/OMMT/HDPE三元复合塑料的制备和性能

三元复合塑料;纳米碳酸钙;有机蒙脱土;高密度聚乙烯     

板框过滤纳米碳酸钙悬浮液

论证了用板框过滤纳米碳酸钙悬浮液的可能性,讨论了操作条件对该分离过程的影响,并指出了这种方法存在的不足及改进的方向。     

SiO2包覆纳米CaCO3的透射电镜表征

在透射电子显微镜（TEM）电子衍射模式下，用适当孔径的物镜光阑选择非晶态SiO2的衍射区域，拍摄以溶胶一凝胶法制备的SiO2包覆纳米CaCO3的暗场像。与未经包覆SiO2的纳米CaCO3的暗场像作对比，可以看出经过SiO2包覆的纳米CaCO3粒子周围有一白色亮环，从而得到SiO3包覆层的暗场照片。用高分辨方法观察了包覆层与CaCO3粒子间的界面情况。     

水相湿法改性纳米碳酸钙表面性质的研究

用特定的表面改性剂在水相中对纳米碳酸钙的悬浮液进行了湿法改性。红外光谱和热失重分析证明,改性剂与碳酸钙之间以化学键结合;沉降体积和接触角的测定结果说明改性粒子在液体石蜡中的润湿性和疏水性得到了提高;透射电子显微镜照片显示改性粒子在液体石蜡中有更好的分散性;体系粘度实验表明改性粒子与液体石蜡之间有较好的相容性。     

丙烯酸及其接枝物对纳米CaCO3/PP结晶与熔融行为的影响

制备了丙烯酸(AA)及其接枝聚丙烯(PP—g-AA)改性的纳米CaC03／PP复合材料。用DSC研究了纳米CaCO3对PP、PP-g-A和AA对纳米CaCO3／PP中PP结晶与熔融行为的影响。结果表明：随纳米CaCO3用量增加，PP结晶与熔融温度提高，PP—g—AA加入使PP结晶温度进一步提高，PP的结晶温度也随从用量增加而提高；在过氧化二异丙苯(DCP)存在下，少量AA能明显提高PP的结晶温度，但增加从用量对结晶温度的影响较小；WAXD证实纳米CaCO3／PP复合材料中存在β晶。     

La2/3Ca1/3MnO3中的输运机制与CMR效应

研究了超大磁阻材料La2/3Ca1/3MnO3的磁电特性，发现由电阻测量得到的绝缘体．金属相变与由磁化曲线得到的顺磁-铁磁相变温区完全一致，均随磁场的增强推向高温区。结果证明样品输运行为的变化起因于磁结构的变化，在Tc附近产生超大巨磁电阻效应。     

CH3SO3裂解反应的机理和热力学性质

在G3XMP2//B3LYP/6-311+G(3df,2p)水平上对CH₃SO₃裂解反应的机理进行了研究, 获得了6 条通道(10 条路径), 并构建了其势能剖面. 同时采用单分子反应理论计算了各个通道在温度200-3000 K区间的速率常数. 研究结果表明, 在计算温度范围内, CH₃SO₃裂解反应的主产物为P1(CH₃+SO₃), 产物P2(CH₃O+SO₂)和P3(HCHO+HOSO)仅在温度大于3000 K时对总产物有贡献, 而产物P4(CHSO₂+H₂O), P5(CH₂SO₃+H)和P6(CHSO₃+H₂)贡献相对较少. 将裂解反应总的速率常数拟合为k_total=1.40×10¹²T^0.15exp(7831.58/T). 此外, 根据统计热力学原理, 预测了所有物种的生成焓(D_fH^Θ_{298 K}, D_fH_{0 K}), 熵(S^Θ_{298 K})和热容(C_p, 298-2000 K), 计算的结果与实验值较接近.     

Insight into Mechanical Properties of CH3SiO3/2 Film

Young's modulus and stress-optical coefficient of self-sustained gel film of CH₃SiO_3/2 were measured. Young's modulus varied from 1.1 to 1.5 GPa, depending on the structural state of the film. It increased with an increase in the degree of polymerization that was induced by heat treatments, and also increased with subsequent exposure to the ambient condition. The stress-optical coefficient was 6.3 × 10^–12 Pa^–1 for a sample treated at 120°C. The compliance of the film seems to depend mainly on the intermolecular structure of Si–CH₃...CH₃–Si as well as hydrogen bonding due to silanols and adsorbed water.     

石墨层间化合物FeCl3-CrO3-GIC的制备及性能研究

以天然鳞片石墨、CrO₃、CH₃NO₂、FeCl₃为原料，按物质的量的比34∶1.5∶22∶1，利用化学氧化法制备出低温易膨胀、高膨胀容积的石墨层间化合物，300 ℃时膨胀容积为420 mL·g^-1，800 ℃时达到最大膨胀容积630 mL·g^-1，明显优于传统硫酸、硝酸插层的石墨层间化合物。采用SEM、EDS、FTIR、XRD、TG、VSM等技术对石墨层间化合物的组成、结构、性能进行了表征和分析。     

3-甲基邻苯二酚/糠胺型聚苯并噁嗪的制备与性能

通过分子设计合成了含有酚羟基的3-甲基邻苯二酚/糠胺型苯并噁嗪(M-f). 通过差示扫描量热法(DSC)测得M-f的放热峰值温度(T_p)为172 ℃, 而间甲酚/糠胺型苯并噁嗪(MC-f)的T_p为244 ℃, 表明酚羟基的引入有利于降低苯并噁嗪的开环固化温度. 通过非等温DSC法研究2种苯并噁嗪单体的固化动力学, Kissinger法和Ozawa法的计算结果均表明M-f的表观活化能低于MC-f. 此外, 通过拉伸剪切强度测试考察了聚苯并噁嗪对于金属基材的黏附性能, M-f聚合物对于铝和低碳钢基材的拉伸剪切强度分别为2.53 MPa和3.09 MPa, 均高于MC-f聚合物.