阻燃玻纤增强尼龙66的制备及性能研究

研究了用环保型阻燃剂溴化聚苯乙烯(PBS)、三氧化二锑(Sb2O3)、玻璃纤维(GF)以及功能助剂通过双螺杆挤出机制备出27%(wt)玻纤含量的高性能环保型阻燃增强尼龙66(PA66)复合材料。DSC和TGA结果表明,玻纤和阻燃剂等填料阻碍PA66结晶过程中分子链段的运动,降低其结晶能力,同时降低了复合材料的热稳定性;SEM结果表明复合材料各组分之间的界面粘结力较强,填料在基体中的分散性较好;力学和阻燃性能测试结果表明,与PA66相比,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量分别提高了100%、110%和250%,阻燃性能达到V-0级(0.8 mm)。     

复合改性竹纤维/聚丙烯复合材料的制备与性能研究北大核心CSCD

为改善竹纤维(BF)与聚丙烯(PP)的界面结合,采用碱(NaOH)和异氰酸酯偶联剂(TDI)复合改性竹纤维,制备BF/PP复合材料。分析了竹纤维改性前后主要化学成分、热行为及化学结构变化,考察了竹纤维改性对复合材料维卡软化点(VSP)和动态热力学性能影响,用扫描电镜对复合材料断面进行了观察,最后探讨了改性竹纤维添加量对复合材料力学性能的影响。结果表明:BF经复合改性后,表面形成了氨酯键结构,竹纤维素晶体尺寸和结晶度增大,竹纤维的最快热降解温度和复合材料的VSP分别提高了20℃和4.5℃。SEM、DMA分析显示,竹纤维复合改性改善了两相界面结合,利于力学性能提高。拉伸实验表明,在复合改性竹纤维添加比例为40%时,复合材料综合性能最佳,其冲击强度、拉伸强度和弯曲强度分别增加了21.6%、23.3%和27.8%,拉伸模量和弯曲模量分别增加了24.2%和30.4%。     

聚丁二酸丁二酯/纳米二氧化硅共混体系的结晶和动态力学性能研究

用溶液共混法制备了聚丁二酸丁二酯(PBS)/纳米二氧化硅(nano-SiO2)复合材料,并通过DSC、XRD、TEM和DMTA对其结晶、微观结构和动态力学性能进行了研究.DSC与XRD结果表明,在PBS中加入纳米SiO2,提高了PBS的结晶温度,并随着nano-SiO2含量的增加呈正相相关性,从纯PBS的67.7℃提高到含5%nano-SiO2时的73.3℃;在空气淬火条件下,提高了复合材料中PBS的结晶度,在nano-SiO2含量为2%时达到42.4%;TEM照片表明SiO2与基体PBS的界面模糊,表明二者之间具有一定的相互作用;这种相互作用和复合材料结晶性能的变化使PBS/nano-SiO2复合材料的储能模量和损耗因子均高于纯PBS.上述结果表明在PBS中添加适量的nano-SiO2,能显著提高PBS的结晶和动态力学性能.     

复合改性竹纤维/聚丙烯复合材料的制备与性能研究

为改善竹纤维(BF)与聚丙烯(PP)的界面结合,采用碱(NaOH)和异氰酸酯偶联剂(TDI)复合改性竹纤维,制备BF/PP复合材料。分析了竹纤维改性前后主要化学成分、热行为及化学结构变化,考察了竹纤维改性对复合材料维卡软化点(VSP)和动态热力学性能影响,用扫描电镜对复合材料断面进行了观察,最后探讨了改性竹纤维添加量对复合材料力学性能的影响。结果表明:BF经复合改性后,表面形成了氨酯键结构,竹纤维素晶体尺寸和结晶度增大,竹纤维的最快热降解温度和复合材料的VSP分别提高了20℃和4.5℃。SEM、DMA分析显示,竹纤维复合改性改善了两相界面结合,利于力学性能提高。拉伸实验表明,在复合改性竹纤维添加比例为40%时,复合材料综合性能最佳,其冲击强度、拉伸强度和弯曲强度分别增加了21.6%、23.3%和27.8%,拉伸模量和弯曲模量分别增加了24.2%和30.4%。     

尼龙6/氯化钾复合材料的结晶与性能

通过熔融共混法制备了不同KCl含量下的尼龙6(PA6)/KCl复合材料,采用示差扫描量热仪(DSC)、流变仪、红外光谱(IR)、电子拉伸机等研究了KCl含量对PA6/KCl复合材料结晶行为、流变性能及力学性能的影响,并研究了其受限机制.力学性能研究结果表明,随着KCl含量的增加,PA6/KCl复合材料拉伸强度和冲击强度呈现出先增大后减小的趋势,在KCl含量为3 phr时,复合材料拉伸强度和冲击强度分别达到最大值82.67 MPa和7.34 k J/m~2,较纯PA6分别增加了10.8%和34.68%,动态力学性能测量结果表明,在测量温度范围内,复合材料的储能模量均高于纯PA6,在25℃体系储能模量(G')随KCl含量的增加而增大,复合体系抵抗弯曲变形能力增加,而结晶行为研究结果表明,增加KCl的含量,PA6/KCl复合材料的成核温度、晶体生长温度、熔融温度及玻璃化转变温度均向低温方向移动,成核密度和成核速率也逐渐减小,结晶能力下降,结晶度减小,结晶度由原来25.30%变为19.34%,而结晶诱导时间逐渐增加.流变性能研究结果表明,随着KCl含量的增加,复合体系的零剪切黏度逐渐增加,且所有的体系均呈现出假塑性流体行为,剪切变稀现象越来越明显,特征松弛时间τ_1、τ_2和τ_3逐渐增加,复合体系的松弛机制发生变化.     

短纤维/硅树脂复合材料的性能研究

分别用ＰＥＴ短纤维和硅灰石（无机针状晶须）增强甲基乙烯基硅树脂,研究了纤维长度、含量与复合材料力学性能的关系,并考察了增强纤维对硅树脂热稳定性的影响。结果表明：ＰＥＴ短纤维增强硅树脂复合材料的拉伸强度、模量和硬度显著提高,断裂伸长率下降;ＰＥＴ纤维长径比在１８０～３００范围内时,复合材料的拉伸强度增大;硅灰石增强的复合材料强度、模量及硬度提高相对较小,断裂伸长率随强体用量增多,先增加而后降低,存在     

原位缩聚法制备碳纳米管/尼龙11复合材料

用原位缩聚法制备了碳纳米管增强的尼龙11复合材料,用X射线衍射仪、红外(FTIR)、扫描电镜(SEM)、热重(TGA)、机械拉伸测试仪等对其结构、形貌、热性能及机械性能进行了表征测试.扫描电镜结果显示碳纳米管均一地分散在尼龙11/碳纳米管复合材料中.复合材料的拉伸模量比纯尼龙11有较大的提高.当复合材料中碳纳米管含量分别为1%,5%,10%时,材料的拉伸模量分别提高了34.5%,92.9%和113,7%.同时,复合材料的储能模量也有提高.热分析结果显示当复合材料中碳纳米管含量为1%时,其失重5%和10%的温度分别由纯尼龙11的404℃、424℃提高到414℃和437℃.示差扫描量热分析(DSC)显示复合材料的结晶温度随碳纳米管的加入而升高,而结晶度则降低.     

动态固化聚丙烯/环氧树脂共混物的研究

将动态硫化技术应用于热塑性树脂 热固性树脂体系 ,制备了动态固化聚丙烯 (PP) 环氧树脂共混物 .研究了动态固化PP 环氧树脂共混物中两组分的相容性、力学性能、热性能和动态力学性能 .实验结果表明 ,马来酸酐接枝的聚丙烯 (PP g MAH)作为PP和环氧树脂体系的增容剂 ,使分散相环氧树脂颗粒变细 ,增加了两组分的界面作用力 ,改善了共混物的力学性能 .与PP相比 ,动态固化PP 环氧树脂共混物具有较高的强度和模量 ,含 5 %环氧树脂的共混物拉伸强度和弯曲模量分别提高了 30 %和 5 0 % ,冲击强度增加了 15 % ,但断裂伸长率却明显降低 .继续增加环氧树脂的含量 ,共混物的拉伸强度和弯曲模量增加缓慢 ,冲击强度无明显变化 ,断裂伸长率进一步降低 .动态力学性能分析 (DMTA)表明动态固化PP 环氧树脂共混物是两相结构 ,具有较高的储能模量 (E′)     

PP-g-MAH对聚丙烯/滑石粉复合材料的性能影响

研究了两种马来酸酐接枝聚丙烯（PP-g-MAH）在不同含量时对聚丙烯（PP）/滑石粉复合材料的力学性能、雾化性能和线性膨胀系数的影响.结果表明,接枝物的加入能提高复合材料的拉伸性能、冲击性能和弯曲性能,但随着含量的增加拉伸强度、冲击强度和弯曲强度及弯曲模量有所降低.在含量相同时,接枝物1对冷凝组份的影响更小.复合材料的线性膨胀系数随接枝物含量的增加先减小后增加.     

几种不同生物质复合材料的力学性能研究

以聚乳酸(PLA)为基体,以菠萝叶粉(PALF)、玉米秸秆芯粉(CF)、芝麻秸秆粉(SF)及甘蔗渣纤维粉(BF)作增强体,通过挤出加注塑工艺,制备可降解生物质复合材料(BBC),考察了秸秆粉用量对BBC力学性能的影响。并以PALF/PLA复合材料为例,研究了材料的断裂特性。结果表明,随着纤维粉用量的增加,所有BBC的拉伸强度均逐渐降低,当纤维粉添加量相同时,PALF/PLA的拉伸强度始终最低;CF/PLA、SF/PLA复合材料的弯曲模量随着秸秆粉用量的增加逐渐增大,当秸秆粉用量为40%时,弯曲模量分别比纯PLA增加74.15%和71.84%,BF/PLA复合材料的弯曲模量先增加后减小,但始终低于CF/PLA和SF/PLA,PALF/PLA的变化趋势较为复杂,呈现先增后减再增加的趋势;随着纤维粉含量的增加,PALF/PLA复合材料的冲击强度逐渐增加,其它三种均呈现先增加后减小趋势。PALF/PLA复合材料的断裂面无纤维拔出,应力-应变曲线无屈服点,断裂伸长率仅4.80%,属于典型的脆性断裂。     

增塑剂对碱木质素/HDPE复合材料性能影响研究

分别采用邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、环氧大豆油(ESO)作为增塑剂制备碱木质素/HDPE复合材料.研究了不同种类增塑剂对复合材料力学性能的影响,结果表明,3种增塑剂都能提高复合材料的断裂拉伸率,其中DOP的效果最优,当DOP添加量为7.5 phr,复合材料的断裂拉伸率达146.28%,比未添加增塑剂的样品高62.4%.添加DOP制备复合材料,研究DOP对复合材料力学性能、断面形貌、流变性能的影响.复合材料的力学性能结果表明DOP含量的增加有利于复合材料断裂拉伸率的提高;SEM表明DOP的添加使复合材料的断面变的更加粗糙,材料韧性提高;流变性能结果表明DOP能降低复合材料的表观黏度(η)和复数黏度(η*),并且线性黏弹区随着DOP含量的增加而变窄,储能模量(G')和损耗模量(G″)也逐渐下降.分析认为,DOP分子吸附包覆在木质素微颗粒的表面,抑制了木质素微颗粒在HDPE相中的团聚,改善了木质素在HDPE中的分散状况,同时降低了木质素分子和聚乙烯分子链之间的作用力,从而改善了复合材料的力学性能和流变性能.     

表面复合纳米SiO_2和碳纳米管玻璃纤维增强尼龙6的结构与性能

利用静电相互作用在玻璃纤维(GF)表面分别复合纳米二氧化硅(SiO2)和多壁碳纳米管(MWNTs),制备了GF-SiO2、GF-MWNTs复合增强体,并通过转矩流变仪制备了尼龙6(PA6)/GF-SiO2和尼龙6(PA6)/GF-MWNTs复合材料.利用扫描电子显微镜(SEM),示差扫描量热仪(DSC),热机械分析仪(DMA)等手段研究了复合材料的微观结构、热学及力学性能.结果表明,静电复合的方法可以使纳米二氧化硅(nano-SiO2)、多壁碳纳米管(MWNTs)在GF表面达到均匀吸附,复合增强体能加快尼龙6的结晶速度,并使材料的玻璃化温度、动态模量、拉伸强度、结晶温度等明显提高,其中GF-MWNTs对复合材料性能的提高最明显,拉伸强度提升了21%,模量提高了28%.     

醋酸淀粉/聚乳酸的制备及性能的影响研究

采用自设计的双螺杆结构挤出制备聚乳酸(PLA)/醋酸淀粉(AS)的全生物降解材料,考察材料的AS的含量和取代度对复合材料动态流变性能、机械性能的影响。研究结果表明,AS含量明显影响复合材料的力学性能、复合黏度和储能模量:当AS含量从45%增加到70%,材料的拉伸强度下降,复数黏度和储能模量则提高。随着AS取代度由1.0上升为3.0,复合材料的复数黏度和储能模量下降,拉伸强度由12.0MPa上升为15.5MPa。对复合材料进行电镜扫描分析发现,AS以海岛结构形式分散在PLA的连续相中,取代度2.0的AS与PLA相容性最好,当其质量含量达到70%,材料的拉伸强度仍然不低于10.0MPa,具有较好的机械强度。     

月桂酸碱金属离子盐/芳基杂环磷酸铝盐复配体诱导等规聚丙烯结晶成核作用

以芳基杂环磷酸铝盐(AHP-Al OH)作为成核主体,分别含有Li+、Na+、K+3种碱金属离子的月桂酸盐(alkali metal salt of lauric acid,AMSLA)为配体,研究了该类复配体系协效诱导等规聚丙烯(i PP)成核作用规律.通过偏光显微观察、示差扫描量热分析、力学性能测试、光学性能测试以及耐热性能表征等手段,研究不同碱金属离子对复合材料结晶结构、结晶行为以及力学性能、光学性能、耐热性的影响.结果表明,Li L、Na L和KL对i PP的成核作用较差,对球晶尺寸的细化不明显,平均尺寸为161μm,与纯i PP在球晶尺度在同一数量级,结晶温度提高小于6.5℃,成核有效性低于20%,对复合材料力学性能、光学性能及耐热性的改善非常有限;APH-Al OH对i PP的成核作用达到中等水平,晶体尺寸比纯i PP减小了1个数量级,达到16μm,结晶温度提高13.7℃,成核有效性提高到45.4%,力学性能,光学性能及耐热性同样达到中等水平;Li L、Na L和KL与APH-Al OH复配后对i PP的球晶尺度迅速减小至5μm以下,比纯i PP球晶尺寸小2个数量级,结晶峰值温度可提高20℃以上,成核有效性高达60%以上,拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量平均分别提高15.0%、44.2%、64.0%.雾度值平均下降72.8%,透光率平均增加13.9%,热变形温度平均升高53.8%.AMSLA和APH-Al OH之间表现出极强的协效成核作用,AMSLA中碱金属阳离子对复配体之间的协效成核作用影响对不同性能之间有不同表现,其对结晶峰值温度,力学性能、耐热性能方面的影响表现为Na+K~+Li~+,而对光学性能方面表现为Li~+Na~+K~+.     

碳酸钙/芝麻秸秆/不饱和树脂三元复合材料的力学性能和热稳定性

采用浇注成型工艺制备碳酸钙/芝麻秸秆/不饱和树脂三元复合材料,研究了碳酸钙粉、芝麻秸秆粉相对含量对复合材料力学性能及热稳定性的影响。结果表明,所有复合材料的拉伸强度和弯曲强度均低于不饱和聚酯树脂浇注体。随着碳酸钙粉用量的增多,复合材料的拉伸强度逐渐升高,而弯曲强度先下降后逐渐增大,含10%碳酸钙粉和5%芝麻秸秆粉的复合材料具有最大弯曲模量2 672.11 MPa。复合材料的热稳定性随着碳酸钙粉用量的增加而逐渐上升。复合材料的吸水率高于纯树脂浇注体,在相同的浸泡周期中,秸秆粉含量越高,复合材料的吸水率越高。     

聚丙烯/凹凸棒石纳米复合材料的制备与性能研究

以聚丙烯(PP)为聚合物基体,天然凹凸棒石(ATP)为无机组分,经过氧化聚乙烯对ATP表面进行包覆处理,用熔融共混的方法制备了PP/ATP纳米复合材料.扫描电镜结果显示,经本方法处理后的ATP在PP基体中分散较为均匀.ATP棒晶簇直径最佳分散尺寸能达到20~40 nm,比未处理ATP在基体中的棒晶簇直径小10 nm以上;XRD测试表明,未处理ATP和处理后的ATP均有使PP晶粒细化的作用,同时不改变PP的α晶型;DSC结果显示,ATP的加入提高了PP的结晶温度和结晶度,说明ATP有一定的成核作用.通过对复合材料的力学性能测试发现,经过处理的ATP制备的复合材料力学性能优于未处理ATP复合材料对PP力学性能的改善.其中ATP与氧化聚乙烯固含量的质量比为2∶1,ATP含量为3 wt%时复合材料力学性能达到最好.缺口冲击强度比纯PP最高提高了83%,提高幅度显著;经过处理的ATP制备的复合材料拉伸强度提高了6%~11%;弯曲强度提高了33%~45%;弯曲模量提高了90%~106%.     

狼尾草特性及狼尾草/PP复合材料性能研究

对狼尾草茎秆进行拉伸性能测试和长径比测量、并进行X射线衍射图谱、红外光谱和热重分析,分别以三种粒径(40目、60目、80目)狼尾草茎秆纤维为填充材料,以聚丙烯(PP)为基体材料,使用模压成型工艺制备三种不同粒径的狼尾草/PP复合材料。对制备的复合材料进行了接触角测量、吸水性能和力学性能测试,并用扫描电子显微镜(SEM)观察了复合材料拉伸断面微观结构。结果表明:狼尾草茎秆纤维素类型为I型,相对结晶度为44%;40目、60目和80目三种目数狼尾草/PP复合材料24h吸水厚度膨胀率分别为7.7%、4.2%和4.4%;其中40目狼尾草/PP复合材料有较好的结合界面和较好的力学性能,其拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量和冲击强度分别为10.47MPa、15.98MPa、1.9GPa和3.7kJ/m~2。由此得知,40目狼尾草/PP复合材料力学性能最好,但吸水性较强;60目狼尾草/PP复合材料具有较好的力学性能和一定的抗吸水性,综合性能最佳。     

静电纺丝法制备PAN/HNTs混杂纤维增强热塑性聚氨酯复合材料

静电纺丝方法制备了聚丙烯腈/埃洛石纳米管(PAN/HNTs)混杂纤维增强体,通过改变接收装置、热拉伸处理得到5种不同的PAN/HNTs混杂纤维增强体。采用浸渍法将5种增强体用于改性热塑性聚氨酯,得到PAN/HNTs/TPU复合材料。结果表明,PAN/HNTs混杂纤维增强体可显著提高复合材料的力学性能。将平板接收制备的PAN/HNTs混杂纤维增强体以及另外两种由1050r/m滚筒接收制备的PAN/HNTs混杂纤维增强体(前者不采用热拉伸,后者采用热拉伸),三者制成PAN/HNTs/TPU复合材料。与通过平板接收制备的复合材料相比,通过由1050r/m滚筒接收制备的两种复合材料性能要优于前者,相较于前者,其复合材料的拉伸强度分别增加了19%和43%,弹性模量分别增加了44%和122%,断裂伸长率分别增加了19%和24%。当定向接收的PAN/HNTs纤维膜的含量为5.6%时所得到的PAN/HNTs/TPU复合材料力学性能为最佳;通过热拉伸处理PAN/HNTs纤维膜,当含量为4.5%时,复合材料的力学性能为最佳。这种力学增强的主要原因是PAN/HNTs纤维与热塑性聚氨酯材料之间的相容性得到了改...     

聚乳酸-木粉-甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯辛烯共聚物复合材料的制备及性能

选用甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯辛烯共聚物(POE-GMA)和聚乳酸、木粉在Haake转矩流变仪中熔融共混.通过拉伸、冲击、差示扫描量热、扫描电镜等测试方法对共混复合材料的性能进行了研究.结果表明:聚乳酸木塑复合材料的拉伸强度和弯曲性能随POE-GMA添加量的增加而减小；POE-GMA的加入使聚乳酸木塑复合材料的结晶温度下降,结晶度升高；当m(PLA)∶m(WF)∶m(POE-GMA)=80∶20∶20时,复合材料的表面自由能最低,接触角最大,吸水性最低；随着木粉含量的增加,复合材料的起始热降解温度降低,POE-GMA的含量增加对聚乳酸木塑复合材料的起始热降解温度影响不大.     

膨胀蛭石填充聚甲醛复合材料的制备与性能

采用经硅烷偶联剂和十六烷基三甲基溴化铵有机插层处理的膨胀蛭石微粉(EV)填充改性聚甲醛(POM),通过熔融共混制备POM/EV复合材料,并讨论了EV含量对复合材料的力学性能及热稳定性的影响.研究结果表明:当EV添加量为2%(w)时,复合材料的断裂伸长率为66.2%,较纯POM提高44.5%;弯曲强度和缺口冲击强度分别为77.7 MPa和6.15 kJ/m~2,分别较纯POM降低了7.9%和2.4%.此外,当EV的添加量为5%(w)时,复合材料的结晶点较纯POM提高了1.4℃;且随着EV添加量的增加,复合材料的热稳定性越好.