iPP/HDPE/CB复合材料的制备及反常的温度-电阻效应

本文利用普通熔融挤出法制备了iPP/HDPE/CB复合材料, 分别采用注射成型及压制成型方法得到测试试样. 通过研究复合材料体积电阻率随温度的变化, 考察注塑试样和压制试样的PTC特性及复合材料形态结构与试样PTC特性之间的关系.     

辊速辊温对高密度聚乙烯拉伸微孔膜及其片晶结构的影响

采用熔融挤出片材—退火—冷拉伸—热拉伸—热定形的方法来制备高密度聚乙烯(HDPE)微孔膜,利用FTIR、SEM和DSC等测试方法来研究辊速辊温对HDPE拉伸微孔膜及其片晶结构的影响.研究结果表明,所选树脂的分子量、分子量分布以及弛豫时间能够满足现有加工条件,形成片晶取向度较高的预制膜;在相同辊温下,随辊速增加,退火前预...     

阴离子聚合PA6与苎麻纤维复合反应中的阻聚与变色机理的研究

通过浇注成型的方法研究并发现了苎麻纤维与阴离子聚合尼龙6(APA-6)反应加工过程中严重的阻聚和变色问题.为了分析阻聚和变色的机理并寻找解决方案,选取了3种不同的引发剂(氢氧化钠、己内酰胺钠盐和己内酰胺溴化镁)分别与微晶纤维素(MCC)在150℃的真空条件下反应.然后分别采用傅里叶变换红外光谱、原子吸收光谱、X-射线衍射和核磁共振波谱表征了引发剂和MCC反应前后的变化.结果证明,阻聚和变色的机理是在强碱性和高温条件下,纤维素发生了剥皮反应,产生的副产物又极易与引发剂反应,因此导致APA-6中起引发作用的己内酰胺阴离子被消耗,从而使得聚合反应终止.另外,由于己内酰胺溴化镁(C1)的低活性和弱碱性,使得剥皮反应很大程度的降低,进而避免了引发剂阴离子的消耗,从而使得阻聚和变色问题得到明显改善,最终实现了通过反应加工的方法制备APA-6与苎麻纤维复合材料的目的.     

低剪切混合方法制备炭黑/聚丙烯纳米复合材料及其电性能研究

采用一种在低剪切应力场下纳米复合材料的加工方法,制备得到纳米炭黑(CB)粒子在聚丙烯(PP)中以纳米尺度分散的聚合物导电复合材料.扫描电镜观察表明CB粒子在纳米复合材料中以纳米尺度存在,并均匀的分布在PP基体中.电性能测试发现,通过这种低剪切混合方法得到的纳米复合材料具有非常低的导电逾渗阈值(vc=2.49vol%)和较高的临界电阻指数(t=5.82),很大的偏离了普适逾渗理论.基于隧道逾渗模型对体系的电导率进行了模拟,并对CB的分散状态与导电网络的关系进行了分析.发现当纳米CB粒子以纳米尺度分散于基体中时,并不遵从接触导电机理,而是隧道逾渗机理在CB/PP纳米复合材料中起主导作用.     

具有高灵敏性且稳定可重复的正温度系数效应的PVDF/CF导电复合材料

以碳纤维(CF)为填料,聚偏氟乙烯(PVDF)为基体,通过熔融共混法制备PVDF/CF导电复合材料.所得复合材料具有显著的正温度系数(PTC)效应,温度上升到聚合物熔点附近时,电阻率对温度变化敏感.在转折温度区间(155.5~171.0oC,(35)(28)15.5oC)内,其体积电阻率的增加速率约为1.3×105?cm K-1.在不同CF含量下,复合材料表现出不同的PTC行为.随着CF含量的增加,其峰值电阻略有下降.高导电粒子含量下,无负温度系数(NTC)效应.在冷却循环过程,导电网络的重构性良好.复合材料即使经过多次热循环,依然表现出良好的PTC特性重现性.     

成核剂及其完善剂对聚乳酸结晶行为的影响

通过POM、DSC以及流变测试系统考察了成核剂(PPZn)及其完善剂(E61)对PLA结晶形貌及其结晶能力的影响.POM结果表明PPZn和E61对PLA的结晶形态的影响随两者含量的变化而变化.加入低含量的PPZn可诱导PLA得到一定完善程度的球晶,而较高含量的PPZn能够诱导PLA基体得到针状晶体.通过添加少量E61可使在PPZn较高含量下的PLA针状晶体转变为球晶.但更高含量E61的添加却使PPZn的成核作用受到抑制,再次生成针状晶体,且E61含量越高,抑制作用越明显.DSC和流变测试进一步证明PPZn可显著提高PLA的结晶能力、有效地缩短基体结晶时间,而E61的添加对PLA的结晶速率影响不大.     

水在纤维素水凝胶中的存在状态及对纤维素结晶的影响

制备了高度水合状态的纤维素凝胶, 研究了水在凝胶中的存在状态及其对纤维素结晶的影响. 结果表明, 水在纤维素水凝胶中存在非冻结水、 可冻结水和自由水3种状态. 非冻结水饱和含量为一般纤维素吸附水中不可冻结水的5倍以上, 高达1.6 g/g. 纤维素在水合状态下结晶受到抑制, 随着水含量的减小, 结晶会趋于完善. 在环境温度下, 当纤维素中只存在非冻结水时, 其与纤维素分子链间氢键作用力不稳定, 对纤维素结晶抑制作用较弱, 纤维素结晶比较完善, 导致纤维素断裂时表现为脆性断裂. 水介质的引入有望为纤维素的利用开发提供一种新的思路.     

真空导入成型阴离子聚合尼龙6聚合体系及性能

通过测量不同聚合体系下的阴离子聚合尼龙6(APA-6)反应过程中转化率随时间的变化, 结合真空导入成型的特点, 研究了适合于真空导入成型的APA-6的聚合体系. 研究发现, 己内酰胺钠盐/双酰化内酰胺-1,6-己二胺(C10/C20)(100℃)和己内酰胺钠盐/甲苯二异氰酸酯(C10/TDI)体系反应初期均存在一个转化率线性缓慢增长期, 随后, 聚合体系开始快速反应, 转化率呈指数增长, 反应很快达到平衡. 初步判定这两种体系是适合真空导入成型APA-6复合材料的聚合体系. 在转化率测试的基础上, 利用DSC热分析从活性中心的形成机理进一步分析了C10/TDI体系更适合于较大、 较厚和结构复杂制品的整体成型的原因. 此外, 与普通PA6相比, 真空导入成型APA-6的结晶度、 模量和T_g显著提高, 并且在2种理想体系下聚合的APA-6的性能也有差别, 从活化剂的封端和解封端机理上进行了初步探讨.     

高分子量级分含量对熔体挤出拉伸法制备聚丙烯微孔膜的影响

通过熔体挤出拉伸法以两种聚丙烯为原料制备微孔膜.通过考察原料分子量数据发现高分子量聚丙烯(PPH)在高分子量级分(重均分子量>106)含量上大于低分子量聚丙烯(F401).PPH的弛豫时间在相同条件下也远大于F401.红外二向光法结果表明,PPH在相同熔体牵伸比下片晶取向度较F401高.相同加工条件下PPH微孔膜片较F401成孔分布更均匀,孔径尺寸也更均匀.2种微孔膜孔隙率都随熔体牵伸比的增加而提高,微孔分布随着熔体牵伸比的提高和片晶取向度的增加而趋于均匀,孔尺寸也随之区域均匀.研究表明,聚合物树脂中高分子量级分含量是影响预制膜中片晶取向度、冷热拉伸成孔分布和尺寸均匀度的重要影响因素.     

聚乳酸成型加工过程中的熔体粘弹特性和结晶行为调控

聚乳酸(PLA)是目前合成生物可降解高分子材料中应用量最大的品种,可望逐渐部分取代聚烯烃而更广泛应用于各个领域。但PLA树脂结构决定的松弛特性导致其加工过程特殊的黏弹特性,使其熔体强度低、成型工艺特性不稳定并进而导致产品尺寸和性能不稳定。此外,PLA极低的结晶速率,使其在挤出和注射成型等较高冷却速率的实际加工条件下呈无定型态,进一步影响了其加工和使用性能。这些问题已成为PLA更大规模商品化应用的瓶颈。本文从通过调控PLA熔体加工过程的黏弹特性而提高其可加工性出发,综述近年来本课题组在PLA成型加工过程中熔体粘弹特性和结晶行为(结晶速率和结晶结构)调控方面的研究进展。