芝麻秸秆粉填充不饱和聚酯树脂复合材料的研究

以芝麻秸秆粉为增强材料、不饱和聚酯树脂(UPR)为基体制作秸秆粉/UPR复合材料。探究了秸秆粉用量、粒径对复合材料的密度、拉伸强度、弯曲强度及吸水率的影响。结果表明,粒径为100目、用量为10%的芝麻秸杆粉/UPR复合材料的综合力学性能最好,拉伸强度和弯曲强度分别达到41.32 MPa和67.47 MPa,吸水率最低,仅为0.77%。     

五种植物纤维粉填充不饱和聚酯树脂复合材料的性能对比

以芝麻秸秆粉、水稻秸秆粉、玉米芯秆粉、菠萝叶粉、甘蔗渣粉五种不同植物纤维粉为填充体、不饱和聚酯树脂(UPR)为基体制作植物纤维粉/UPR复合材料,对比研究了秸秆种类对复合材料密度、力学性能及吸水性能的影响。结果表明,植物纤维粉粒径为100目、添加量为UPR用量的10%时,芝麻秸秆粉/UPR复合材料的综合力学性能最好,拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别为41.320 MPa、67.467 MPa和2.815 KJ/m^2,且每一浸泡阶段吸水率均最低。     

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。     

不同生物质复合材料3D打印成型及其性能对比

利用3D打印工艺制备芝麻秸秆粉(SSP)/聚乳酸(PLA)、水稻秸秆粉(RSP)/聚乳酸两种复合材料,对比研究了两种材料的密度、力学性能及耐水热老化性能。结果表明,复合材料的密度、拉伸强度和弯曲强度均低于纯PLA,但RSP/PLA复合材料的拉伸强度和弯曲强度均高于SSP/PLA复合材料。水热老化实验表明,3D打印成型的两种复合材料在吸水初期均快速吸水,且吸水率高,4h后基本达到吸水平衡;SSP/PLA的吸水率整体明显高于RSP/PLA的吸水率,对于SSP/PLA来说,9%比例的材料吸水率最大,最高可达36.3%左右。水热老化后,样条表面出现凹陷,颜色变白。     

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.     

聚醚醚酮对AG-80树脂的增韧技术

采用熔融机械搅拌法制备了不同比例聚醚醚酮(PEEK)改性的AG-80树脂浇注体试样,对其弯曲性能、冲击强度和动态机械性能进行了测试,实验结果表明:随着聚醚醚酮含量增加,树脂的弯曲强度逐渐降低、弯曲模量几乎不变,冲击强度显著增大。     

PP-g-(MAH/St)和PP-g-MAH对聚丙烯/木粉复合材料性能的影响

在转矩流变仪中用熔融接枝法制备马来酸酐(MAH)和苯乙烯(St)接枝聚丙烯（PP）-PP-g-(MAH/St)和PP-g-MAH,将其作为聚丙烯/木粉复合材料的相容剂。 FTIR证实MAH和St单体与PP发生接枝反应。 用SEM和DSC等手段考察两种相容剂对PP/木粉复合材料微观形貌和结晶性能的影响,探索了各种PP/木粉复合材料加工和力学性能不同的内在原因。 SEM显示,PP-g-(MAH/St)改性木粉比PP-g-MAH改性木粉在PP基体中分散性更佳,木粉与PP的界面更加模糊,相容性进一步改善。 DSC结果表明,PP-g-(MAH/St)改性体系可增强木粉对PP的异相成核作用,提高结晶温度和结晶度。 复合材料的加工和力学性能测试结果表明,PP-g-(MAH/St)改性效果明显优于PP-g-MAH。 复合材料的熔体质量流动速率随相容剂用量的增加而逐步下降,PP-g-(MAH/St)改性体系拉伸强度和弯曲强度却逐步上升,并在相容剂用量为4.8 g/100 g PP时达到极值。 此时其拉伸强度达40.62 MPa,分别是未改性体系和PP-g-MAH改性体系的1.29和1.17倍;其弯曲强度达45.72 MPa,分别是未改性体系和PP-g-MAH改性体系的1.23和1.59倍;而无缺口冲击强度却在相容剂用量为3.6 g/100 g PP时达到极值13.35 kJ/m2,分别是未改性体系和PP-g-MAH改性体系的1.62倍和1.42倍。     

改性小麦秸秆粉/聚丙烯复合材料的性能研究

研究了碱处理(AT)、苯甲酸(BA)或/和硬脂酸(SA)改性对小麦秸秆粉(WSP)/聚丙烯(PP)复合材料(WSP/PP-CM)力学性能、热稳定性能、流变性能、润湿性能和吸水性能的影响。结果表明:碱处理可提高WSP/PP-CM的拉伸强度(TS)、弯曲强度(FS)、冲击强度(IS)、起始热分解温度(T_i)和接触角(θ),而使平衡扭矩(BT)和吸水率(WU)减小,因为AT使得WSP表面活性增加、疏水性增强。在AT基础上再进行BA或者SA改性,WSP/PP-CM的TS、FS、IS及T_i继续提高,BT进一步降低;在AT基础上再进行BA/SA复合改性,WSP/PP-CM的TS、FS、IS及T_i大幅提高了41.21%、32.02%、38.68%和35.7℃,BT进一步下降至9.7N·m。AT后再进行BA或/和SA改性,复合材料的疏水性虽然优于未改性WSP/PP-CM,但效果均不及单纯的AT。     

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%。     

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.     

改性木薯淀粉/橡胶复合材料的制备及性能研究

以木薯淀粉、马来酸酐、苯乙烯为原料,过硫酸钾为引发剂,通过溶液共聚合成了一系列苯乙烯改性淀粉树脂(SMS)。然后将改性淀粉同丁苯橡胶(SBR)、天然橡胶(NR)进行混炼、硫化模压成型,制得苯乙烯改性淀粉/丁苯橡胶/天然橡胶复合材料。采用红外光谱(IR)对苯乙烯改性淀粉接枝共聚物进行了结构表征。通过拉伸性能测试考察了不同苯乙烯含量的木薯淀粉接枝产物对丁苯橡胶/天然橡胶的力学性能的影响。结果表明,淀粉改性后,随着苯乙烯含量的增多,所得复合橡胶的拉伸强度与邵氏硬度均呈现先增加后降低的趋势。当苯乙烯用量为15%时所制得的苯乙烯改性淀粉/丁苯橡胶/天然橡胶复合材料的拉伸强度与邵氏硬度最大且优于未改性淀粉复合材料,其拉伸强度为2.0MPa,邵氏硬度为25.8HD。     

聚芳基乙炔树脂/杉木粉木材陶瓷的制备与表征

用聚芳基乙炔树脂浸渍杉木粉,固化制得聚芳基乙炔/杉木粉复合材料,经高温炭化得到了一种新型木材陶瓷。 用DTG分析了聚芳基乙炔树脂和复合材料的热稳定性,用XRD、LRS和SEM研究了炭化温度和树脂用量对木材陶瓷物相构成、断面微孔形态和抗压强度的影响。 结果表明,木材陶瓷呈三维多孔结构,孔分布比较均匀;复合材料保持了很高的热分解温度(325 ℃)和残碳率(70%)。 随着炭化温度升高,d002晶面间距由0.3895 nm减小至0.3530 nm,而微晶尺寸Lc和La有不同程度增加。 木材陶瓷的开孔率随炭化温度的升高由31.5%减小至20.1%,而抗压强度由3.0 MPa增大至6.2 MPa。 树脂/杉木粉质量比对木材陶瓷的微孔尺寸和形状有较大影响,但对石墨微晶尺寸影响不明显。     

聚酯纤维布混杂增强环氧树脂可钻复合材料的制备与性能研究

采用聚酯纤维布与碳纤维、Kevlar纤维分别混杂增强环氧树脂,制备满足油田开发的可钻桥塞用高性能复合材料。分别采用液体芳胺(DETDA)与固体芳胺(DDM)作为固化剂,两种材料有着相近的玻璃化转变温度和力学强度。以DETDA固化的树脂基体中,活性环氧稀释剂用量增加,拉伸强度变化不大,但材料的弹性模量在10%稀释剂用量时,达到最大值;树脂交联密度1000/Mc为2.35时,材料的模量和拉伸强度都处于相对较大值。聚酯纤维/Kevlar纤维和聚酯纤维/碳纤维混杂增强环氧树脂复合材料的模量和强度,分别随着Kevlar纤维和碳纤维含量的增加而增加,有碳纤维的复合材料拉伸强度增加较大,断裂伸长率相对较小。实验显示:聚酯纤维混杂增强复合材料具有较好的可钻性,在钻压为1.5吨,钻速为32转/分的条件下,磨铣速度为4 mm·min~(-1)。     

氯化聚丙撑碳酸酯增容聚丙撑碳酸酯/秸秆粉复合材料的制备及性能

聚丙撑碳酸酯(PPC)是一种新型热塑性生物降解材料,但其热性能及力学性能较差,应用受到限制。以秸秆粉这种农作物副产品作为增强体改性PPC,既可以提高PPC的力学性能同时又可开发利用秸秆资源。氯化聚丙撑碳酸酯(CPPC)是聚丙撑碳酸酯(PPC)经过氯化得到的,对天然纤维表面具有良好的浸润性和粘结性。本文以CPPC为增容剂,通过熔融共混法制备了PPC/秸秆粉复合材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、拉伸实验、动态力学性能测试(DMA)及转矩流变仪对复合材料的结构及性能进行了表征,重点考察了CPPC的添加量对复合材料力学和流变性能的影响。结果表明,当CPPC质量分数为1.8%时,可使添加质量分数为30%秸秆粉的PPC复合材料拉伸强度提高38%,模量提高30%。同时,CPPC的引入使复合材料的粘度下降,改善了PPC/秸秆粉复合材料的加工性能。因此,作为增容剂的CPPC为制备高性能PPC/天然纤维复合材料提供了新的解决办法。     

改性纳米碳酸钙-聚丙烯复合材料的结构与性能研究

制备了硬脂酸钙包覆的纳米碳酸钙( CaSt-nano-CaCO3),并采用熔融共混的方法制备出iPP/CaStnano-CaCO3和iPP/nano-CaCO3复合材料.与纯iPP相比,复合材料的弯曲强度和弯曲模量随着CaCO3粒子含量的增加而提高,冲击性能也得到改善.相对于iPP/nano-CaCO3,iPP/CaS...     

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。     

纳米Al_2O_3改性双酚A型环氧丙烯酸酯的制备与性能研究

选用硅烷偶联剂KH570对纳米Al_2O_3进行表面改性处理,并用改性后的Al_2O_3对双酚A环氧丙烯酸酯进行复合改性,研究了纳米Al_2O_3含量(1%(wt)~5%(wt))对树脂性能的影响。结果表明:改性纳米Al_2O_3质量分数为5%时的复合材料的体积收缩率最小,为6.48%;粒子质量分数为2%时,树脂的凝胶率最大,为88.3%;热失重测试结果表明,改性纳米Al_2O_3提高了树脂的热稳定性;拉伸性能显示,随着改性纳米Al_2O_3质量分数的增加,复合材料的拉伸强度先升高后下降,当改性纳米Al_2O_3质量分数为3%时,复合树脂拉伸强度最大,为34.74MPa,与未改性树脂相比,拉伸强度提高了108.27%。本文所制备的改性光敏树脂可适用于3D打印环境。     

尼龙6/有机锂皂石纳米复合材料的制备及性能研究

采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对锂皂石进行有机改性,制备有机改性锂皂石(Hectorite),并通过熔融共混的方法制备了高性能、低吸水率的尼龙6(PA6)/有机化锂皂石纳米复合材料.采用X射线衍射(XRD)、能谱仪(EDS)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA)对改性前后的锂皂石进行了分析,结果表明有机改性后的锂皂石结构变疏松,层间距变大,其层间距由改性前的1.33 nm增加到1.76 nm,元素分析和热重分析计算锂皂石有机物的接枝量分别为0.78和0.73 mequiv/g,接枝效率分别为71.04%和66.62%,两种分析结果基本一致.采用示差扫描量热法(DSC)、透射电子显微镜(TEM)、力学性能测试研究了有机化锂皂石的用量对复合材料结晶性能、锂皂石在基体中分散性及力学性能的影响,结果表明锂皂石在PA6中没有起到成核剂的作用,复合材料的结晶度随有机锂皂石用量的增大而逐渐减小,且当锂皂石的含量为5 phr时,锂皂石主要以剥离形式分散在基体中,此时复合材料的拉伸强度和弯曲强度均达最大值,分别为81.6 MPa和122.1 MPa,较纯PA6分别增加了25.54%和23.50%,此外,锂皂石明显降低了PA6的吸水率.     

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     

原位沉析法制备碳酸钙/壳聚糖三维复合材料的研究

将含有Ca²⁺的壳聚糖溶液与含有CO^2-₃的碱溶液用离子可渗透膜隔离,根据膜渗透原理,使膜内壳聚糖与碱液原位沉析,生成碳酸钙,得到具有高强度的碳酸钙(CaCO₃)/壳聚糖(CS) 三维复合材料. XRD测试结果表明,生成的碳酸钙以方解石晶型存在. 从SEM可以观察到碳酸钙颗粒尺寸约为5～10 μm,并且颗粒呈有序分布,它们以棒材的纵轴为中心,围绕中心呈环状分布. 对不同碳酸钙含量的复合棒材进行了弯曲性能测试,其弯曲强度随碳酸钙含量的增大先上升后下降. 在碳酸钙质量分数为10％时,弯曲强度达到最大值(约为113 MPa),弯曲模量为2.6 GPa.