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     

碳纤维自焊接骨架结构的形成及其复合材料性能研究

报道了一种将短切碳纤维(CF)自发焊接成三维网络结构的新方法.研究发现,尼龙6(PA6)与CF具有较强的相互作用,SEM照片及储能模量高温平台表明,添加少量PA6能够在PS基体中形成耐高温的CFPA6自焊接骨架结构,PA6用量越多,高温储能模量越高,自焊接骨架结构强度越大.研究证明,这种自焊接骨架结构能够大幅度提高PS/CF复合体系的热变形温度,碳纤维具有优异的导电导热性能,碳纤维骨架结构能够降低导电临界浓度,增强面内导热系数.进一步分析表明,PA6在碳纤维表面定向聚集是一个动力学过程,CF-PA6自焊接骨架强度与PA6黏附率NPA6呈线性关系;扩大PA6与PS的黏度差,延长热压时间均有利于提高NPA6,进而大幅提高网络结构强度.     

等离子接枝处理的CF/PAA复合材料层间剪切强度及其形貌研究

采用等离子技术对碳纤维(CF)进行接枝芳基乙炔(PAA)处理,研究了影响CF／PAA复合材料层间剪切强度(ILSS)的因素。结果表明,经等离子接枝PAA处理后,复合材料的ILSS有了很大提高。SEM显示经接枝处理后CF和PAA树脂之间的界面结合紧密,改善了复合材料的界面结合性能。     

多组分单体接枝聚丙烯/尼龙6反应共混物结晶行为研究

用多组分熔融接枝的方法将甲基丙烯酸缩水甘油酯 (GMA)和苯乙烯 (St)共同接枝到聚丙烯 (PP)上 ,制得具有较高GMA接枝率的多单体接枝聚丙烯 ,PP g (GMA co St) .将PP g (GMA co St)与尼龙 6 (PA6 )进行共混 ,利用扫描电镜 (SEM) ,差示扫描量热计 (DSC)和广角X射线衍射 (WAXD)对共混物的形态和结晶进行了研究 .在共混过程中 ,PP g (GMA co St)与PA6反应原位生成了PP g PA6 ,有效改善了共混物的相容性 ,分散相尺寸明显减小 .在PP g (GMA co St) PA6为 3 7的体系中 ,PP g (GMA co St)出现分级结晶现象 ,其在较低温度下的结晶属于均相成核结晶 .在PP g (GMA co St) PA6为 7 3的体系中 ,由于PA6相分散细微 ,在通常结晶温度下不结晶 ,而是在低温下均相成核与PP g (GMA co St)同时结晶 .WAXD证实体系中接枝PP ,PA6为分别结晶 ,无共晶或新的晶型产生     

氧化石墨烯接枝碳纤维新型增强体的制备与表征

利用“Grafting-to”化学修饰法制备氧化石墨烯接枝国产碳纤维新型增强体。利用红外光谱、X射线光电子能谱和原子力显微镜对样品的官能团和表面形貌进行表征;利用接触角测量、单丝拉伸方法研究了接枝前后纤维单丝的润湿性能及拉伸强度,并通过微脱粘法分析了其复合材料的界面剪切强度。结果表明：氧化石墨烯的接枝修饰使国产碳纤维表面粗糙度提高了166%,表面能提高了46.3%,拉伸强度提高了7.8%,复合材料的界面剪切强度提高了111.7%。     

碳纤维表面酰氯化及其与尼龙6的接枝Ⅰ、接枝方法及复合材料的力学性能

碳纤维表面酰氯化及其与尼龙6的接枝Ⅰ、接枝方法及复合材料的力学性能;阴离子接枝     

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%。     

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。     

芴酮引发光接枝改性LDPE膜的研究

采用紫外光引发接枝表面改性的方法,以芴酮(FL)为引发剂,在低密度聚乙烯(LDPE)薄膜表面上接枝丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、丙烯酸甲酯(MA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酰胺(AM)等单体,以赋予薄膜表面新的化学性质.考察了引发剂浓度、紫外光的辐照时间、辐照强度、单体种类对LDPE薄膜接枝程度的影响.结果表明,在一定范围内,增加芴酮浓度,可以提高单体的接枝率,但当芴酮浓度达到5%时,接枝率反而下降.延长辐照时间至4 min和提高紫外光的辐照强度达100 W/m2,均有利于接枝反应的进行.不同单体在LDPE膜上的接枝能力与单体的活性、单体与基材的相容性等因素有关.接枝后,LDPE与水的接触角下降程度不仅与单体在膜上的接枝量有关,还与接枝单体的亲水性能密切相关.     

表面引发接枝聚合法制备凹凸棒土/聚甲基丙烯酸甲酯杂化粒子的研究

将γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)接枝到凹凸棒土(AT)表面,制得表面键合伯氨基的改性粒子AT-APTES;通过AT-APTES表面的伯氨基和过硫酸铵(APS)构成氧化-还原引发体系,采用无皂乳液法实现甲基丙烯酸甲酯(MMA)在AT表面接枝聚合,制得最高接枝率为29.4%的杂化粒子AT-g-PMMA;采用红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、透射电镜(TEM)以及热失重分析(TGA)等方法对杂化粒子AT-g-PMMA进行了表征;研究了主要配方及工艺条件对表面引发接枝聚合接枝率的影响.结果表明,伯氨基-过硫酸铵引发体系可以有效引发MMA在AT表面接枝聚合,由于引发点位于AT表面,故接枝率较高.本研究体系适宜的温度为65℃,单体MMA用量为水质量的6%,APS用量为单体质量的1%,此工艺条件下可有效减小均聚反应对接枝聚合反应的影响.先接枝到AT表面的聚合物对后续的接枝聚合反应产生抑制作用,接枝率越高,抑制作用越大.     

表面引发接枝聚合法制备高接枝度的接枝微粒SiO2-g-PMAA

将偶联剂γ-氨丙基三甲氧基硅烷(AMPS)键合在硅胶微粒表面,得到改性微粒AMPS-SiO2;使改性微粒表面的氨基与溶液中的过硫酸铵构成氧化-还原引发体系,实现了甲基丙烯酸(MAA)在硅胶微粒的表面引发接枝聚合,制得了高接枝度(0.30 g/g)的接枝微粒SiO2-g-PMAA;研究了影响表面引发接枝聚合的主要因素。 结果表明,适宜的温度为40 ℃。 已接枝到硅胶表面的聚合物层对后续的接枝聚合产生阻隔作用。 适宜的引发剂用量为单体质量的1.1%,适宜的单体质量分数为5%左右。     

聚氨酯接枝多壁碳纳米管的制备及表征

采用两步法成功地将聚氨酯分子链以共价键连接到碳纳米管表面. 首先将聚丙烯酰氯通过与强酸氧化后多壁碳纳米管表面产生的羟基及少量羧基之间的化学反应共价接枝到碳纳米管表面; 然后将接枝到碳纳米管表面的聚丙烯酰氯与端羟基聚氨酯发生酯化反应, 实现了聚氨酯对碳纳米管的表面共价接枝. 采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM) 和热重分析(TGA)等对接枝后的产物进行了表征, 结果表明, 聚氨酯已共价接枝到碳纳米管表面, 被接枝的聚合物的含量接近90%.     

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.     

聚丙烯表面接枝PNIPAAm膜Ⅰ.光接枝反应和表面形态结构研究

以氧杂蒽酮或二苯甲酮为引发剂 ,通过紫外光引发表面接枝聚合的方法在聚丙烯薄膜表面引入了具有温度敏感特性的聚异丙基丙烯酰胺 (PNIPAAm)接枝聚合物层 .提高紫外光强度和接枝反应温度均有利于接枝率增大 ,而单体浓度对接枝率的影响存在最佳值 ,为 0 1 8mol L .在引发剂预浸渍引发接枝和休眠基引发接枝这两种方式中 ,后者能够实现更高的接枝率 .红外光谱 (FTIR)、X射线光电子能谱化学分析 (ESCA)和扫描电子显微镜 (SEM)等对接枝层组成的表征结果证实了接枝层的存在 .在不同温度下 ,接枝膜的FTIR谱图中酰胺I带和酰胺II带特征吸收峰发生位移 ,表明它具有温度敏感特性 .同时 ,SEM研究发现由于接枝膜的温度敏感特性而导致的球状表面形态结构     

马来酸酐接枝热塑性弹性体在PP/PA6共混物中的作用

研究了马来酸酐接枝热塑性弹性体 (TPEg )作为增容剂对聚丙烯 (PP) 尼龙 6 (PA6 )共混体系的相容性、相态以及物理力学性能的影响 .研究结果表明TPEg的加入大大改善了PP PA6共混体系的相容性 ,且随TPEg含量的增大分散相粒径明显降低 ,共混物的韧性以及延展性大大提高 ,同时拉伸强度及模量仍保持较好的水平 .TPEg增容的PP PA6共混物的非等温结晶行为的研究表明 ,共混物中PP和PA6的结晶行为不同于各自纯的聚合物 ,PA6作为成核剂使PP的结晶温度提高 ;而PA6由于TPEg的加入 ,出现分级结晶现象 ,一级结晶温度略低于纯PA6的结晶温度 ,且随TPEg含量增大结晶受阻 ,二级结晶温度与PP的接近 .由于PP、PA 6以及TPEg之间存在较强的相互作用 ,三元共混物中PP及PA6的玻璃化转变温度分别较其纯聚合物升高 .基于上述结果 ,提出了本共混体系的结构模型     

多官能单体TMPTA在LDPE表面光接枝聚合研究

以二苯甲酮(BP)为光引发剂、丙酮和水的混合物为溶剂,研究了室温下多官能单体三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)在低密度聚乙烯(LDPE)表面的光接枝聚合(λ>300nm).研究表明,多官能单体的接枝速率较快,接枝聚合易产生交联结构,聚合后仍残留双键;延长聚合反应时间、增加单体用量有利于单体接枝转化率的提高;随引发剂用量增加,单体接枝转化率出现一峰值;在研究范围内,混合溶剂中水含量增加可使单体接枝转化率明显提高.扫描电镜观察到接枝膜表面形成了许多小球,表面粗糙度增加,疏水性提高.     

PA6/HIPS/PP-g-(GMA-co-St)反应共混体系的研究

通过扫描电镜、热分析、熔体流动速率、熔融扭矩和力学性能等测试方法研究了甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和苯乙烯(St)多单体熔融接枝聚丙烯[PP-g-(GMA-co-St)]对PA6/HIPS共混物的熔融流变性能、结晶行为、相形态和力学性能的影响.结果表明,在熔融共混过程中,PP-g-(GMA-co-St)中的环氧基与PA6的端氨基原位生成的接枝共聚物有效地降低了共混物的界面张力,提高了共混物的界面粘着力,使共聚物的流动速率降低,熔融扭矩提高;PA6分子链的规整性降低,结晶完善性变差.在PP-g-(GMA-co-St)的质量分数为10%时,共混物分散相的尺寸明显减少,力学性能得到较大提高;其中冲击强度超过纯PA6,达到HIPS水平.通过反应共混,制备了力学性能均衡的PA6/HIPS/PP-g-(GMA-co-St)共混物合金.     

PP-g-(GMA-co-St)对PA6/PC共混物的反应增容作用

用红外、扫描电镜、熔体流动速率和力学性能等测试方法,研究了甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和苯乙烯(St)多单体熔融接枝聚丙烯[PP-g-(GMA-co-St)]对PA6/PC共混物的反应增容作用.研究结果表明,在熔融共混过程中,PP-g-(GMA-co-St)中的环氧基与PA6的端氨基及PC的端羟基原位生成的接枝共聚物有效地降低了共混物相间的界面张力,明显提高了共混物相界面的粘着力.少量的PP-g-(GMA-co-St)就能使PA6和PC的相容性得到显著改善.当PP-g-(GMA-co-St)的质量分数为10%时,共混物分散相的相区尺寸细化到0.2μm,其力学性能也有较大提高.PA6/PC/PP-g-(GMA-co-St)共混物的力学性能均衡,达到了弹性体增韧体系难以达到的效果.即使PP-g-(GMA-co-St)组分含量为20%时,共混物仍能保持较好的力学性能,特别是在共混物的韧性得以提高的同时,其强度和伸长率也提高.     

聚丙烯膜表面光接枝聚合

对聚合物表面进行接枝聚合是一种有效的材料改性方法。近年来,S.Tazuke,Y.Ogiwara,高志民等人做了一些用紫外光引发接枝方面的工作,获得了较满意的结果。为提高聚丙烯(简称为PP)膜的光稳定性,我们研究了将一种受阻胺类光稳定剂,甲基丙烯酸2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯(简称为MTMP)光接枝到PP膜表面的聚合过程。     

电火花引发丙烯酰胺接枝BOPP薄膜的研究

采用FT-IR,ESCA,试样与水接触角和接枝率的测定探索了电火花用于引发丙烯酰胺(AAM)在BOPP薄膜表面接枝聚合反应的方法,研究了接枝BOPP薄膜的表面结构和亲水性能。结果表明,电火花能有效地引发AAM在BOPP薄膜表面的接枝聚合反应,随着电火花处理时间和接枝反应时间的延长,AAM在BOPP薄膜表面的接枝率增大。电火花处理10min,BOPP薄膜在70℃,20%(质量分数)的AAM水溶液中反应1h,接枝率高达2.06%。接枝后BOPP薄膜与水的接触角显著下降,亲水性能得到明显改善。