不同的偶联剂处理木纤维对木纤维和低密度聚乙烯复合材料力学性能的影响

本文对木纤维作增强填料填充低密度聚乙烯（LDPE）所获得的生物降解复合材料力学性能进行了研究．分别用四种不同的偶联剂：改性钛酸酯类偶联剂TC－POT、TC－PBT和硅烷类偶联剂γ-（2，3环氧丙氧基）丙基三甲基硅烷（KH－560）、甲基乙烯基硅烷（205－Silane）处理水纤维，经实验发现用改性钛酸酯类偶联剂TC－POT、TC-PBT处理的木纤维对低密度聚乙烯（LDPE）具有较好增强作用，所组成的复合材料具有较好的力学性能．本文也研究了不同偶联刘含量处理木纤维对复合材料力学性能的影响。     

接枝改性木纤维对聚氯乙烯／木纤维复合材料力学性能的影响

接枝改性木纤维对聚氯乙烯／木纤维复合材料力学性能的影响廖兵，黄玉惠，赵树录，林果，丛广民（中国科学院广州化学研究所广州５１０６５０）关键词木纤维，聚氯乙烯／木纤维复合材料，接枝木纤维可作塑料的增强填料，但它与塑料的界面亲合性差，须进行改性，改善表面亲...     

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%.     

叶片挤出机制备中药渣纤维/回收ABS复合材料的结构与性能研究

利用基于拉伸流变的叶片挤出机制备中药渣纤维/回收ABS复合材料,并研究叶片挤出机的加工温度、加工转速对复合材料结构与性能的影响。研究结果表明,随着叶片挤出机加工温度的升高,中药渣纤维/回收ABS复合材料的拉伸强度和弯曲强度都呈现先增大后减小的趋势,并且在200℃时达到最大值,分别较最小值提高了19.48%、14.57%,冲击强度变化较小;叶片挤出机加工转速对复合材料综合力学性能的影响与加工温度类似,30rpm为最佳加工转速。从复合材料的SEM图可以看出,随着加工转速的提高,中药渣纤维在复合材料中的取向更加明显。     

钛酸酯偶联剂的结构对PVC/木质素复合材料性能的影响

本文采用钛酸酯系列偶联剂对造纸工业废渣──木质素磺酸盐进行处理，然后填充聚氯乙烯（PVC）制成复合材料．结果发现用钛酸酯类偶联剂处理的木质素磺酸盐，填充PVC体系，其拉伸强度随使用钛酸酯偶联剂不同，拉伸强度下降幅度不同，而冲击强度和伸长率都不同程度上升，尤以冲击强度的提高最为明显．     

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%。     

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。     

硅灰石纤维增强聚甲醛复合材料的制备与性能研究

采用经硅烷偶联剂处理的无机矿物硅灰石纤维(WF)填充改性聚甲醛(POM),通过熔融共混制备POM/WF复合材料,并讨论了纤维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:当硅灰石纤维的添加量为1%(质量分数)时,复合材料的断裂伸长率、缺口冲击强度、洛氏硬度最大,分别为44.8%、6.5kJ/m~2、86.1,较纯POM基体分别提升19.5%、7.1%和4.1%.此外,硅灰石的加入能够有效提高复合材料的热稳定性.当硅灰石纤维含量为10%(质量分数)时,复合材料的起始分解温度较纯POM提高了11℃.     

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...     

MMA接枝改性PVC/CaCO3纳米复合材料的力学性能

采用熔融共混法制备PMMA接枝改性纳米CaCO3增韧PVC（PVC/CaCO3）复合材料,并研究了复合材料的力学性能.结果表明,通过表面PMMA的接枝改性,可以显著提高纳米CaCO3增韧聚氯乙烯复合材料的拉伸强度和拉伸模量,在纳米CaCO3颗粒表面PMMA包覆层厚度为2nm时,复合材料的拉伸强度和拉伸模量达到极大值.对比于未处理纳米CaCO3和钛酸酯偶联剂处理纳米CaCO3,PMMA接枝改性纳米CaCO3增韧PVC复合材料的拉伸强度得到较大幅度提高.SEM显示,经过PMMA接枝改性后的碳酸钙在PVC基体中分散均匀,与基体界面结合良好.     

苎麻纤维布和碳纤维布混杂铺层复合材料力学和阻尼性能研究

将具有优异阻尼减振性能的纯天然苎麻纤维布与力学性能较好的碳纤维布混杂铺层,利用VRAM(真空吸注成型)工艺制备了环氧树脂基结构阻尼复合材料.首先考察了复合材料的力学性能,包括动态力学性能、静态力学性能和冲击断裂韧性;其次通过共振频率和阻尼因子评价了复合材料的阻尼减振性能.结果表明,通过苎麻纤维布/碳纤维布的混杂铺层能够平衡力学性能和阻尼性能之间的矛盾,可根据实际应用需求实现材料阻尼性能和力学性能的可控调节,充分发挥复合材料可设计性强的优势.其中"RCRCR"型铺层复合材料的损耗因子达到0.0057,比纯碳纤维布复合材料的0.0018提高了2.2倍,而拉伸强度和拉伸模量分别达到381.6 MPa和21.5 GPa,比纯苎麻纤维板提高了4.6倍和97.2%.最后,对混杂铺层复合材料的结构进行分析并针对阻尼性能进行有限元模拟,探讨了不同铺层方式影响复合材料力学性能和阻尼性能的规律,并对其他混杂铺层的复合材料的共振频率和损耗因子进行预测,为结构阻尼材料的设计提供一定的参考依据.     

聚氯乙烯/纳米水滑石复合材料的形态与力学性能

对由原位悬浮聚合制备的聚氯乙烯(PVC)纳米水滑石复合树脂加工得到的纳米复合材料的形态和力学性能进行了研究,并与直接熔融加工得到的PVC纳米水滑石复合材料进行比较.发现由前一方法得到的PVC纳米水滑石复合材料中纳米水滑石的分散性明显优于由后一方法得到的PVC纳米水滑石复合材料,水滑石以初级粒子形式存在,分散良好,无明显团聚体;与之对应,由前一方法得到的PVC纳米水滑石复合材料的力学性能也明显优于由后一方法得到的PVC纳米水滑石复合材料,当纳米水滑石含量小于5wt%时,复合材料的杨氏摸量、拉伸强度和缺口冲击强度均随水滑石含量增加而增大;纳米水滑石的引入可显著提高复合树脂的热稳定性;PVC纳米水滑石复合材料的储能和损耗模量略大于纯PVC材料,而损耗因子和玻璃化温度变化不大.     

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     

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.     

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.     

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。     

纤维增强复合材料界面剪切强度及界面微观结构的表征

界面在纤维增强复合材料中具有特别重要的作用,它不但是纤维增强复合材料中增强相和基体相连接的纽带,也是应力及其他信息传递的桥梁。良好的界面粘结才能使纤维的性能得到充分发挥,进而纤维增强复合材料的力学性能得到提高,因此对纤维增强复合材料的界面粘结性能、界面微观结构的研究非常重要。本文总结了纤维增强复合材料界面剪切强度、界面微观结构的表征方法,包括单纤维拔出试验、纤维断裂试验、纤维压出试验等,并侧重介绍了拉曼光谱对纤维增强复合材料界面粘结性能、界面微观结构的研究。     

橡胶木粉填充LLDPE复合材料的结构和力学性能

用橡胶木粉填充线性低密度聚乙烯(LLDPE),研究了酸、碱溶液预处理木粉的效果和硅烷偶联荆(KH-570)、MMA接枝的天然橡胶胶乳(MGL-30)两种改性剂对橡胶木粉表面改性的效果,以及未粉粒径和填充量等对木粉／LLDPE复合材料力学性能的影响,并用SEM对复合材料拉伸断面的形态结构进行了分析。结果表明：木粉的拉径、木粉填充量和改性荆用量对复合材料的力学性能有较大的影响,经碱溶液预处理再用改性荆改性后的木粉能有效地改善木粉与LLDPE的界面粘结强度,提高橡胶木粉／LLDPE复合材料的力学性能。     

纤维增强树脂基复合材料多相结构特征对材料性能的影响

综述了纤维复合材料结构和性能的关系,着重介绍界面对复合材料宏观力学性能的影响。     

高性能纤维表面改性及其双马树脂基复合材料界面

采用电感耦合射频等离子体(ICP)和介质阻挡放电(DBD)低温等离子体对高性能连续纤维表面进行改性,分别采用X光电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)和动态接触角测定仪(DCA)等分析测试手段系统地研究了等离子体处理时间、放电功率、放电气压等对连续碳纤维、聚苯并二噁唑(PBO)纤维改性处理前后,纤维表面状态、表面组成、表面形貌、浸润性能的变化规律以及经等离子体处理前后纤维增强双马树脂基复合材料界面结构与性能的影响关系及变化规律、复合材料界面粘结和破坏机理.研究结果表明,经过等离子体处理后,纤维表面接枝上了大量的含羧基、羟基等极性官能团,表面粗糙度增加,表面自由能增加,纤维浸润性能得到明显改善,导致纤维与双马树脂基体界面层间剪切强度(ILSS)明显提高,复合材料的破坏模式由未处理的界面脱粘破坏转变为等离子体处理后的树脂基体破坏.最后,对纤维表面时效性及其对纤维增强双马树脂基复合材料界面性能的影响关系也进行了论述.