叶片挤出机对PBS/木质素共混体系加工性及性能影响

采用以体积拉伸形变为主导的叶片挤出机制备聚丁二酸丁二醇酯(PBS)/木质素可降解复合材料,考察了叶片挤出机加工温度(130~145℃)、加工转速(10~40 r/min)对复合材料停留时间、表观质量、力学性能以及微观形貌的影响.结果表明,复合材料停留时间随着加工温度的提升而逐渐减小,加工转速具有类似变化趋势;复合材料表观质量随加工温度影响不显著,但随加工转速影响剧烈;复合材料力学性能随加工温度变化不明显,而随加工转速影响程度不一;复合材料断面微观形貌在不同的加工温度下有细微变化,而在不同的加工转速下变化明显.以上结果与叶片挤出机的结构和固体输送有关,物料在拉伸流场作用下发生正位移输送和塑性能量耗散,提高了传质效率,在适当加工条件下引起组分间相互作用机制加强.综合考虑产品性能与经济成本,确定叶片挤出机制备PBS/木质素复合材料各段加工温度为115、125、135、125℃,加工转速为20 r/min.     

聚氯乙烯/木纤维复合材料的研究Ⅰ.硬脂酸和ABS改性木纤维对复合材料力学性能的影响

为改善聚氯乙烯（PVC）和木纤维两者的界面亲合性，提高PVC／木纤维复合材料的机械力学性能，分别用硬脂酸和ABS来改性木纤维的表面，研究发现用硬脂酸处理木纤维可提高复合材料的拉伸强度，但对复合材料的冲击强度影响不大．ABS处理木纤维可同时提高复合材料的拉伸强度和冲击强度。本文也研究了改性剂用量和木纤维含量对复合材料力学性能的影响。     

拉伸力场主导作用下硫酸钙晶须(CSW)/PBS复合材料的制备与性能研究

利用基于拉伸力场主导作用下的叶片塑化挤出机分别制备硫酸钙晶须(CSW)含量为0、5%(wt)、10%(wt)、15%(wt)、20%(wt)的硫酸钙晶须(CSW)/PBS复合材料,并讨论了CSW的含量对复合材料力学性能、热稳定性、结晶性能的影响。测试结果表明:当CSW的添加量为PBS的15%(wt)时,复合材料的综合力学性能最优,拉伸模量,弯曲模量和弯曲强度分别提高;随着CSW含量的增加,球晶尺寸减小,成核密度增加,结晶温度也有显著提高;引入CSW对PBS的熔融行为没有影响;热失重分析表明CSW有助于提高复合材料的热稳定性。     

微纤形态结构对PP/PA66原位微纤复合材料流变性能的影响

利用三角形排列三螺杆挤出机(triangle arrayed triple-screw extruder,TTSE)低温原位拉伸直接挤出制备了聚丙烯/聚己二酰己二胺(PP/PA66)原位微纤复合材料.通过三螺杆挤出机内部高强度的剪切-拉伸流场,研究了不同工艺参数如PA66含量、加工温度和螺杆转速下原位微纤复合材料中纤维的直径和长径比,并分析微纤长径比对复合材料动态流变性能的影响,且着重探究微纤长径比对凝胶点形成的影响.形貌分析结果显示,工艺条件极大地影响了微纤形貌,且PA66微纤长径比随分散相含量和螺杆转速的提高逐渐增加;动态流变数据说明,随着微纤长径比的增加,复合材料低频下的储能模量明显提高且比纯PP要高,同时,低频下的损耗角正切值降低且变化趋于平缓,而Cole-Cole圆半径显著增大,此时微纤复合材料表现出类凝胶的流变行为;原位微纤自缠结形成凝胶网络,微纤长径比越大,形成临界凝胶网络所需的PA66微纤含量越低,当长径比为210时,形成凝胶点时微纤含量仅3.80 wt%.     

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%。     

改性木纤维/聚乳酸复合材料的制备与性能研究

通过双螺杆挤出机共混制备了不同方法改性的木纤维/聚乳酸可生物降解复合材料,利用DSC、SEM、DMA、冲击和拉伸力学性能测试等手段,对比分析了木纤维的不同改性处理方式对复合材料热性能、界面形态和力学性能的影响.结果表明:复合材料的聚乳酸结晶动力学明显得到改善,木纤维促进了聚乳酸的异相成核过程.改性后的木纤维聚乳酸复合材料界面结合和力学性能均得到明显改善,以性能最优的硅烷偶联剂处理的木纤维和聚乳酸复合材料为例,其拉伸应力(62.1MPa)、杨氏模量(4525.0 MPa)和冲击强度(11.5k J/m~2)比纯聚乳酸分别提高2.9%,36.0%和14.0%.     

加工条件对聚丙烯/尼龙6原位成纤复合材料的影响

分别用不同的加工温度、挤出螺杆转速、牵引速率在单螺杆挤出机中挤出PP／N6（聚丙烯／尼龙6）共混物，得到不同加工条件下的PP／N6原位成纤复合材料．对不同加工条件下得到的共混物的分散相形态、力学性能进行研究．发现螺杆转速越高、牵引速率越快、加工温度越低，分散的N6纤维尺寸越小，复合材料的力学性能越好．     

CNTs/ABS复合材料流变及拉伸性能研究

以碳纳米管(CNTs)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)为原料,通过熔融共混法制备CNTs/ABS复合材料,利用旋转流变仪研究其流变行为、拉伸试验机研究其拉伸性能,并得出部分适宜的加工工艺以期为今后实际生产提供参考.结果 表明:复合材料的黏度随温度的上升而下降,且有明显的剪切变稀行为;CNTs的加入会提高复合材料的流动...     

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。     

吸附共沉淀法制备聚醚醚酮/多壁碳纳米管复合材料与性能研究

通过吸附共沉淀法均匀混合聚醚醚酮(PEEK)粉末和经过表面改性的多壁碳纳米管(MWCNT),再经注塑加工成功地制得PEEK/MWCNT复合材料(PM)。SEM观察结果显示,该复合法使得MWCNT在PEEK中均匀分散且与PEEK有较好的结合力。力学测试结果表明,MWCNT含量为6%的PM其弯曲强度提高20%左右,拉伸强度提高10%。MWCNT的加入使得复合材料的结晶温度和熔融温度均有一定提高。     

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。     

异相成核和拉伸诱导对生物基PHBV复合纤维结晶结构与力学性能的影响

采用熔融纺丝法制备了聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)(PHBV)/二硫化钨(WS_2)复合纤维.利用示差扫描量热仪(DSC)、热台偏光显微镜、二维广角射线衍射仪(2D-WXRD)、纤维强力仪研究了WS_2异相成核作用和牵伸诱导作用对纤维的结晶结构和力学性能的影响.研究表明,WS_2显著提高了PHBV的结晶温度,当使用2 wt%WS_2时,复合材料的结晶温度提高到115~130oC,比纯PHBV(99~105oC)提高了约25oC.WS_2不仅没有影响PHBV球晶的径向生长速率,且明显提高了PHBV/WS_2复合材料的晶核密度,熔体成核活性Φ由1.0降低为0.49.随着牵伸倍率和WS_2用量的增加,纤维的拉伸强度呈现出先增加后减小的趋势.当添加1 wt%WS_2并采用单向牵伸3.8倍时,纤维中的晶体取向产生了β晶结构,使复合纤维的拉伸强度由纯PHBV的37 MPa提高至155 MPa,断裂伸长率由2.4%增加至45%.     

热塑性淀粉/蒙脱石复合材料性能研究

用柠檬酸活化蒙脱石(CMMT),用尿素和甲酰胺塑化热塑性淀粉(UFTPS),制备了热塑性淀粉/蒙脱石(UFTPS/CMMT)复合材料.广角X-ray衍射(WAXD)、透射电子显微镜(TEM)表明,UFTPS和CMMT形成复合材料.CMMT质量分数2%~10%时,将复合材料在相对湿度50%(RH=50%)的环境下保存10 d,力学测试得出,复合材料的最大拉伸应力达到24.86 MPa,应变为134.50%,杨氏模量和断裂活化能分别由UFTPS的87.25MPa,1.87 N.m上升到复合材料625.25 MPa,2.45 N.m;可以看出,和纯UFTPS相比,复合材料强度明显提高;流变行为研究得出,通过改变加工温度和螺杆挤出机速度可以调整复合材料的流变行为;与传统的甘油体系相比,复合材料很好的抑制了材料长时间放置的结晶行为;并且该材料比纯UFTPS具有很好的耐水性能和热稳定性.     

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...     

SMA/蒙脱石纳米复合材料增容PA6/ABS共混体系

采用原位插层法制备苯乙烯-马来酸酐交替共聚物/蒙脱石(SMA/MMT)纳米复合材料增容PA6/ABS共混体系,并与SMA及MMT的增容效果进行比较,运用TEM、SEM、DSC及XRD研究了增容剂SMA/MMT及MMT的增容机理.结果表明,采用SMA做增容剂,体系机械性能下降;MMT可使体系拉伸强度提高,但冲击强度下降;采用SMA/MMT纳米复合材料做为增容剂,可提高共混体系的强度及韧性.TEM、XRD、DSC及SEM研究结果表明,PA6/ABS/(SMA-MMT)体系中MMT主要分布于两相界面处,ABS及PA6分子链可进入MMT层间,形成类似于共聚物结构,起到增容剂的作用,从而降低分散相粒径,增加两相界面作用力,有利于体系力学性能的提高.PA6/ABS/MMT体系中MMT主要分布于连续相PA6中,虽然对分散相粒径影响较小,但增强了PA6相强度,使得体系力学性能提高.     

累托石/聚丙烯插层纳米复合材料的制备与性能

采用熔融共混法制备了有机改性累托石 (OREC)粘土 均聚聚丙烯 (PP)纳米复合材料 ,以X 射线衍射分析 (XRD)及透射电子显微镜分析 (TEM)观察了复合材料的相貌结构 ,研究了复合材料的力学性能及热性能 .结果表明 ,OREC在添加份数较少时可与均聚聚丙烯熔融插层形成插层型聚丙烯纳米复合材料 ,该复合材料与纯PP相比 ,具有较高的拉伸强度、断裂伸长率及冲击强度 .在有机粘土添加 2 %时 ,复合材料的拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度最高 ,与纯PP相比 ,2 %添加量的聚丙烯纳米复合材料拉伸强度提高 6 5 7% ,断裂伸长率提高 2 89 3% ,冲击强度提高 14 1% ,10 %失重率时对应的热分解温度提高 50K .     

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。     

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     

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.     

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。