高分子复合材料自增强技术的研究进展

自增强高分子材料是一种特殊的多相体系,其基体相与增强相的化学结构相同但物理性质不同,因其界面具有良好的相容性与粘结强度而具有较大的应用价值,同时,也非常有利于材料的回收利用。本文总结了自增强高分子材料的一系列制备方法,并将其分为非原位成型法与原位成型法,具体包括纤维热压法、绷紧纤维过热法、薄膜嵌入热压法、口模拉伸、辊筒拉伸和旋转挤出法等成型方法,并着重介绍其制备工艺及存在的缺陷。最后对自增强高分子材料的前景进行了展望。     

多孔材料的孔结构对其力学性能及破裂机制的影响

针对多孔材料的孔结构对其宏观力学性能及其破裂机制与耐久性的影响,对两种不同孔结构的多孔材料进行了单轴压缩和冻融循环试验,建立了能反映材料内部孔隙结构的三维非均匀数值模型,对两种多孔材料在单轴压缩下的破裂机制进行了分析.实验结果表明:孔结构对于金尾矿多孔材料的力学性能有显著影响.较大的孔隙率除会显著降低材料的抗压强度外,吸能性能会显著增加;在±25℃范围内冻融循环10次条件下的试验结果表明,当金尾矿多孔材料的孔隙率较小且为闭孔结构时,孔洞因冻融造成的孔壁颗粒脱落填塞而造成材料的抗冻性能有所提高;孔隙率较小时,金尾矿多孔材料在单轴压缩下的裂纹扩展主要从试件两端向试件中部扩展贯通为一条连续主拉裂纹,次生裂纹较少;而孔隙率较大时,压缩过程会出现大量微裂纹,最终主裂纹附近会伴随大量次生裂纹.     

溶剂诱导聚合物结晶的研究进展

溶剂诱导结晶(SINC)又称为液体诱导结晶,它是结晶性高聚物在溶剂(或包括其蒸汽)作用下,在低于通常Tg下诱导结晶,而在高于通常Tg时能加速结晶的现象。本文主要对溶剂诱导结晶的机理、动力学和形态学进行了讨论。     

填料对聚合物共混物相分离行为的影响

近年来,由于粒子填充聚合物共混物的广泛运用,复合材料的结构研究具有重要意义.除了研究粒子在聚合物中的分散外,关于粒子对聚合物共混物的相分离影响也做了大量工作.研究结果表明粒子的尺寸,粒子的表面处理以及粒子含量对聚合物共混物相分离热力学以及动力学有重要影响.由于粒子对聚合物组分的选择吸附、聚合物分子对粒子的润湿作用、填料对聚合物相区生长的阻碍导致了聚合物共混物-填料体系相行为的复杂性.本文扼要地综述了聚合物共混物-填料体系相分离的理论基础以及实验结果,介绍了粒子对相分离的影响因素,并展望了该领域的研究趋势和前景.     

剪切场下两亲性棒状粒子对聚异丁烯/聚二甲基硅氧烷共混物相形态的影响

合成了具有两亲表面性质的棒状SiO₂粒子,借助共聚焦激光扫描显微镜研究了两亲性棒状SiO₂粒子在共混物中的选择性分布,并通过在线剪切-显微技术和流变技术研究了其对聚异丁烯/聚二甲基硅氧烷（PIB/PDMS）不相容共混物形态结构的影响.研究表明,两亲性棒状SiO₂粒子倾向于分布在两相界面处及PIB相中.分散相的剪切诱导凝聚行为强烈依赖于粒子的含量和共混物的组成比.少量两亲性SiO₂粒子会促进分散相的凝聚,而加入足够量的粒子则能抑制分散相凝聚.     

均聚物/共聚物共混体系的相行为研究进展

通过控制均聚物与共聚物共混过程中的相行为,能够得到许多性能优异的材料。本文从理论和实验两方面总结了影响均聚物／共聚物共混体系相容性和形态结构的因素,主要包括均聚物的分子量、浓度,共聚物的组成、结构、浓度,与均聚物相应的共聚物组分的分子量,共聚物分子内的相互作用,均聚物与共聚物分子间的相互作用等。     

聚己内酯/纳米二氧化硅复合体系环带球晶形貌及结晶行为研究

采用溶液浇铸的方法制备了聚己内酯(PCL)/疏水性纳米二氧化硅(R974)复合体系薄膜,利用偏光显微镜、差示扫描量热仪、扫描电镜等研究了R974对PCL环带球晶形貌及结晶行为的影响,并从微观层次探讨了PCL/R974环带球晶可能的形成机理。结果表明,PCL/R974环带球晶是由扭转生长的片晶构成。R974的加入可诱导PCL环带球晶的形成,拓宽环带球晶形成温度。R974含量越高,PCL形成环带温度越低,环带周期越小,环带结构越规整。等温结晶时,R974加入并未改变PCL异相成核机理,但会影响其结晶动力学。当R974含量≤4%(wt)时,其异相成核作用占主导,促进了PCL结晶过程;当R974含量4%(wt)时,其对于球晶生长的阻碍大于异相成核作用,最终抑制了PCL的结晶。     

PP/EPDM共混物热氧稳定性研究

通过热氧加速老化的方法研究了不同的EPDM含量和抗氧剂对聚丙烯和三元乙丙橡胶共混物(PP/EPDM)热氧稳定性的影响.通过对老化前后试样的力学性能变化分析,热失重(TG)分析和扫描电镜(SEM)分析,结果表明:在热氧加速老化的初期,PP/EPDM共混物的拉伸强度随着时间的增长呈逐渐上升的趋势;在老化中期,共混物的拉伸强度变化不大;在老化后期,共混物的拉伸强度逐渐下降.在整个老化过程中,断裂伸长率都呈逐渐下降的趋势.而随着EPDM含量的增加,相应共混物的拉伸强度和断裂伸长率的下降减缓;相应共混物的分解温度得到较大的提高;抗氧剂的加入,能进一步提高共混物的热氧稳定性.     

EPDM/PP热塑性弹性体在循环应力下的老化行为研究

本文研究了动态硫化EPDM/PP热塑性弹性体的动态疲劳老化行为,考察了其力学性能的变化,并分析了产生力学性能下降的原因。实验结果表明,随着疲劳时间的延长、疲劳振幅的增大,材料的断裂强度降低,并认为疲劳过程中完全硫化的EPDM橡胶粒子和热塑性塑料PP界面处的分子链断裂、滑移导致了断裂强度的降低;紫外光的加入,加速了材料在疲劳过程的分子链断裂、滑移速率,使材料的断裂强度有更大程度的降低;在机械疲劳老化单独作用下,材料体系几乎没有发生氧化反应,而紫外光的加入,促使了机械疲劳老化过程中氧化反应的发生。     

环氧树脂/聚氨酯共混体系相行为研究

利用小角光散射 (SALS)技术实时记录了环氧树脂 聚氨酯共混体系在固化过程中的相行为发展情况 ,得到了表征共混体系相区结构尺寸大小的相关距离ac 和表征体系均匀程度的均方介电常数涨落 η2 ,讨论了等温固化条件下 ,环氧树脂 聚氨酯共混体系的相区大小随时间的变化规律 .实验结果表明 ,环氧树脂 聚氨酯共混体系的固化过程是典型的反应诱导相分离的过程 .相分离初期 ,符合Cahn的线性理论 ;随着固化时间的延长 ,相区由小变大 ,约至反应开始后 3 2 1 0s,相分离趋于平衡态 ,相区尺寸趋于稳定