高密度聚乙烯复合导热材料性能

将氮化硼(BN)与高密度聚乙烯(HDPE)熔融共混制备具较高导热性的HDPE/BN复合材料。通过断面形态观察、热学性能、流变性能、力学性能和导热性能研究,讨论了BN质量分数对复合材料性能的影响。结果表明,随着BN质量分数增加,BN颗粒逐渐聚集形成导热通道。当BN质量分数为30%时,复合材料的导热系数达到1.00 W/(m·K),与纯HDPE相比提高156%。同时复合材料的弹性模量提高75%,冷结晶温度提高1.5℃,熔体黏度和模量提高2倍。证明BN不仅改善了复合材料的流变性和冷结晶,还提高了复合材料的导热性和弹性模量。     

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 .     

淀粉添加量和增塑剂对聚乙烯醇/淀粉复合材料结构与性能影响

近些年来，由于不可再生资源的消耗问题以及塑料垃圾等造成的白色污染等环境问题，人们对绿色环保产品的需求日益增长，高性能生物降解材料的开发受到越来越多的关注。采用醇解度适中的1788型聚乙烯醇(PVA1788)和玉米淀粉为原料，添加少量甘油与氯化钙，通过溶液流延法制得了聚乙烯醇/淀粉(PVA/ST)复合材料。研究了淀粉添加量以及增塑剂配比对PVA/ST复合材料结构与性能的影响。结果表明：淀粉的加入会导致PVA的结晶度明显下降，黏度提高，同时因为淀粉的高脆性，导致复合材料模量明显提高，力学性能明显下降；而加入的甘油和氯化钙作为增塑剂，能够减弱PVA和ST的分子间作用力，降低结晶度，提高材料的柔韧性。当加入甘油与氯化钙的比例均为PVA和ST总含量的10%时，复合材料的力学性能最优，拉伸强度约为16 MPa,断裂伸长率约为410%。     

木质素/氧化锌复合颗粒的制备及在水性聚氨酯中的应用

通过沉淀法以季铵化木质素(LQAs)、醋酸锌和NaOH为原料制备了不同木质素负载量的木质素/氧化锌(LQAs/ZnO)复合颗粒.测试结果表明,LQAs/ZnO复合颗粒是由LQAs和ZnO形成的杂化结构,且NaOH用量对LQAs/ZnO复合颗粒的形貌有显著影响.与纯ZnO相比,复合颗粒对紫外光的吸收明显增强.此外,探究了复合颗粒掺杂改性的水性聚氨酯(WPU)复合薄膜的光学和力学性能.与0.6%(质量分数)的LQAs/ZnO复合颗粒均匀共混成膜的WPU复合薄膜的断裂拉伸强度和断裂伸长率相较于纯WPU薄膜,分别提高了81.5%和10.9%.经过192h紫外光老化测试后,断裂拉伸强度保持在25 MPa以上,断裂伸长率保持在360%以上,表明LQAs/ZnO复合颗粒可有效提高WPU薄膜的紫外屏蔽性能和抗紫外老化性能.     

碳纳米纸/聚乙烯复合材料的电热性能研究

为改善碳纳米管(CNT)分散性,将CNT先制备成碳纳米纸(CNP),然后将CNP与高密度聚乙烯(HDPE)进行复合压膜形成具有三明治结构的CNP/HDPE复合材料,详细研究了CNP的形貌、孔结构、力学性能以及CNP/HDPE复合材料的电热性能。结果表明:采用悬浮过滤法可获得表面平整、光滑、孔径均匀的碳纳米纸;碳纳米纸孔径大部分集中在20nm~40nm之间;碳纳米纸具有一定的强度和柔韧性。CNP/HDPE复合材料的拉伸强度和拉伸模量略高于纯HDPE;在碳纳米管含量相同时,在相同电压下,CNP/HDPE复合材料其电热性能远高于以共混方式制备的CNT/HDPE复合材料。     

尿素/乙醇胺复配增塑聚乙烯醇性能的研究

采用尿素/乙醇胺为复合增塑剂,利用流延法制备了增塑改性的PVA膜.通过FTIR法研究了尿素/乙醇胺复合体系与PVA的相互作用,采用XRD、DSC考察了增塑改性PVA膜的结晶性能和热性能.研究结果表明,乙醇胺作为尿素的良溶剂,能有效抑制尿素从PVA基体中析出.由尿素、乙醇胺组成的复合增塑剂能破坏PVA分子中的氢键作用、降低PVA的结晶度和熔点,对PVA的增塑作用显著.增塑改性后的PVA膜在水中的溶胀率(DS)下降,溶失率(S)增加.力学性能测试表明增塑改性后的PVA膜拉伸强度(TS)降低,断裂伸长率(E%)提高.含30phr尿素/乙醇胺的PVA膜的拉伸强度、断裂伸长率分别为23.89MPa和542.88%.     

Ni@C/HDPE复合材料的制备及其正温度系数性能研究

采用还原气氛喷雾燃烧法制备了具有核壳结构Ni@C纳米复合颗粒,并与HDPE共混挤出制备了聚合物基PTC导电复合材料,并且对其结构和性能进行了表征.结果表明,所制备的Ni@C复合纳米颗粒具有典型的核壳结构,其中,金属镍的核的粒径为30~50 nm,碳包覆壳层的厚度约为2.9 nm,热重分析结果表明Ni@C复合纳米颗粒的含碳量为3.4%,碳包覆层的存在阻止了金属镍颗粒的团聚;对Ni@C/HDPE复合材料的断面SEM和切片TEM分析结果表明复合颗粒在HDPE基体中分散性良好,复合材料的渗流阈值为10wt%,PTC强度为8个数量级.     

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。     

聚甲基乙撑碳酸酯/氧化石墨烯纳米复合材料的制备及性能研究

本文采用改进Hummers法制备氧化石墨烯(GO),通过原子力显微镜对GO片层形貌进行表征;以聚甲基乙撑碳酸酯(PPC)、聚乙烯醇(PVA)和氧化石墨烯(GO)为原料,采用溶液和熔融共混法相结合,制备PPC/PVA/GO纳米复合材料,研究其力学性能、热学性能和动态流变行为。结果表明,当GO含量为0.5 wt%时,拉伸强度达到了22.03 MPa,与纯PPC相比提高了25.8%;当GO含量增大到1.0 wt%时,拉伸强度开始降低;断裂伸长率随GO的加入呈现降低的趋势。GO含量为1.0%时复合材料的热学性能最好,与纯PPC相比,复合材料的完全热分解温度从350℃提高到了400℃以上,并且热分解速率下降了12%/min;复合材料的复数黏度、储能模量和损耗模量随PVA及GO的引入也有一定程度的提高。     

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。     

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.     

CeO_2/纤维状海泡石协同改性氟橡胶复合材料的制备与表征

采用机械共混法制备CeO_2/海泡石/氟橡胶复合材料,考察多尺度填料下复合材料硫化性能、交联密度、力学性能及压缩永久变形,并采用扫描电镜观察复合材料拉伸断面形貌。结果表明:CeO_2和纤维状海泡石均能提高氟橡胶混炼胶的硫化速率和交联密度;两种填料的添加使得复合材料的拉伸强度增加,且两种填料改性的氟橡胶拉伸强度提高了将近15%;与单独添加填料相比,CeO_2和纤维状海泡石协同改性能提高氟橡胶复合材料硬度和压缩永久变形性能,纤维状海泡石改性的氟橡胶压缩永久变形达到最小值10%。     

氯化镁/聚乙二醇复配增塑剂热塑加工聚乙烯醇

采用氯化镁和聚乙二醇对聚乙烯醇(PVA)进行增塑改性, 并利用熔融加工方法制备了PVA薄膜.采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、差示扫描量热分析(DSC)和热重分析(TGA)方法研究了由氯化镁和聚乙二醇组成的复配增塑剂与PVA的相互作用及复配增塑剂对PVA结晶性能、热性能和力学性能的影响.结果表明, 由氯化镁和聚乙二醇组成的复配增塑剂能有效地破坏PVA自身的氢键, 降低PVA的结晶度和熔融温度, 提高PVA的热稳定性并扩展PVA的热塑加工温度窗口.由复配增塑剂通过热塑加工方法制得的PVA薄膜具有较好的力学性能, 拉伸强度为31 MPa, 断裂伸长率为466%.     

成型方式对不同木塑复合体系的性能影响研究

以木粉为填充材料,以PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)为塑料基体,分别采用混炼-模压工艺和挤出-注塑工艺制备木塑复合材料,对比研究不同复合材料的力学性能、热性能以及流变性。结果表明,混炼-模压工艺制备的PE基复合材料综合性能较优,而挤出-注塑工艺制备的PP基复合材料综合性能较优,且在PE塑料系列中,HDPE(高密度聚乙烯)基复合材料综合力学性能最好,LLDPE(线性低密度聚乙烯)基复合材料的冲击韧性最好,但其综合力学性能较差。     

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%。     

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...     

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%。     

锂瓷石粉或硼砂增强陶瓷化硅橡胶复合材料的制备与性能

以硅橡胶为基体、锂瓷石粉和硼砂为烧结助剂,采用机械共混法,制备了具有陶瓷化防火功能的硅橡胶复合材料。通过力学测试、热重分析(TG)、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征了该材料的结构、力学性能和烧结性能,研究了锂瓷石粉和硼砂对陶瓷硅橡胶复合材料性能的影响。结果表明:通过在体系中添加锂瓷石粉和硼砂,提高了硅橡胶复合材料的力学性能,降低了陶瓷化硅橡胶复合材料的起始分解温度,加快了烧结反应进程。当锂瓷石粉与硅橡胶的质量比为5∶100时,硅橡胶复合材料的综合力学性能最好,拉伸强度、断裂伸长率,撕裂强度分别提高了15.6%、34.8%、2.3%,添加锂瓷石粉的陶瓷复合材料经过烧结,能够形成均匀的陶瓷化整体结构,比添加硼砂的陶瓷化硅橡胶复合材料具有更好的烧结性能。     

新型聚酯增塑剂的合成及增塑聚氯乙烯性能

以生物质化工产品衣康酸加氢产物2-甲基丁二酸为原料,采用熔融缩聚法制备了一种新型聚酯增塑剂聚2-甲基丁二酸1,3-丙二醇酯,采用红外光谱(FTIR)和核磁共振(1H NMR)对聚酯的结构进行了表征.通过扫描电镜(SEM)、动态力学分析(DMA)、拉伸测试对该聚酯增塑聚氯乙烯(PVC)的增塑效果进行的表征结果表明,该聚酯与PVC相容性良好,可大大改善PVC材料的硬度,增加其断裂伸长率,降低PVC的玻璃化转变温度、拉伸强度及拉伸模量.与小分子增塑剂邻苯二甲酸二辛酯(DOP)相比,合成的新型聚酯增塑剂具有优异的耐抽出性、耐挥发性和耐迁移性,可提高PVC材料的使用寿命.     

纳米纤维素/聚乳酸全绿色纳米复合材料的制备及性能

制备得到纳米纤维素(NC),其为横向尺寸20~40 nm、长度400~2000 nm的纳米丝.对NC进行醋酸酯化疏水改性得到醋酸酯化纳米纤维素(ANC).分别将NC和ANC与聚乳酸(PLA)复合制备纳米复合材料,研究了NC添加量、疏水改性及与PLA的复合方式对PLA力学性能和结晶性能的影响规律.结果表明,采用溶液浇铸法制备纳米复合膜时,ANC在PLA基体中的分散性优于NC,但是对于复合膜拉伸性能的改善不明显.DSC等温结晶结果表明,ANC可以提高PLA的结晶度和结晶速率;采用熔融复合法制备的NC/PLA纳米复合材料,不仅保持了PLA的高强度、高模量和较高的热稳定性,而且显著改善了其韧性,当NC添加量为3.5%(质量分数)时,断裂伸长率比纯PLA提高了12.1倍.