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。     

复杂条件下高分子材料老化规律、寿命预测与防治研究新进展

复杂条件下有机高分子材料的老化、寿命预测和防治研究对满足相关行业发展的迫切需求,实现节能减排、环境保护及可持续发展等战略目标具有重大意义。本文重点综述了近年来针对聚烯烃、工程塑料、橡胶、涂料等大宗高分子材料在我国复杂大气环境中的自然老化及人工模拟加速老化研究的新进展,对材料老化失效基本规律和分子机理、老化数据库的建立及老化分级图谱的绘制进行了介绍,探讨了户外自然环境和人工模拟环境下材料老化失效规律的对应关系、服役寿命理论的预测模型及失效防治延寿新方法,并对其中存在的问题及下一步发展方向进行了展望。     

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.     

多相高分子体系中的粘弹相分离行为

相分离广泛存在于各种凝聚态物质中.根据局部浓度的变化形式,可将相分离分为固体模型(model B)和流体模型(model H),这两种模型适用于动力学对称的体系.近年来,Tanaka发现在一些动力学不对称的多组分高分子体系里存在一种新的相分离模式,其相分离过程分为动力学过程可用一个普适的粘弹模型来进行描述.动力学不对称可由体系中两组分间大的尺寸差异或玻璃化温度差异引起.本文介绍了多相高分子体系中产生粘弹相分离的原理及其基本特征,并讨论了模量、粘度、填料等因素对粘弹相分离动力学过程及多相体系微观结构的影响.     

共聚物增容剂对高分子共混物形态与流变行为的影响

共聚物增容剂可以提高不相容高分子共混物两相的相容性,从而强化共混物的宏观机械性能。增容剂通过对共混物界面性质的改善,对共混物的相形态和粘弹性都有很大的影响。目前对增容作用的研究已不再局限于对其增容原理的探索及增容效果的评价,还集中于揭示增容剂对高分子共混物在流场下的形态演变与流变行为的影响。本文从上述方面对近期的研究进展进行了总结,并归纳了增容剂的分子结构、加工条件等因素对流场下增容体系微观结构形成的影响。     

共连续型高分子共混物性能预测模型的研究进展

共连续结构是不相容高分子共混物体系中的典型相结构。共连续共混物的机械性能、热性能、电性能以及阻隔性能等均由于两相的协同作用而得到显著改善。预测共连续共混物的性能无论是在工业生产还是在学术研究上都具有重要的意义。本文针对共连续共混物目前常用的性能预测模型进行了总结归纳,包括串并联模型、Kerner模型、Davies模型、...     

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。     

受限条件下不相容聚合物共混物的形态演变研究进展

不相容聚合物共混物形成的相结构决定着共混材料的各项性能。近几年,研究发现不相容聚合物共混物受限条件下的相结构与非受限条件下的相结构有很大不同。本文从理论模型、实验结果以及影响因素(包括受限程度、组分比、剪切速率和粘弹性)等方面,综述了近年来开展的受限条件对不相容聚合物共混物相结构影响的研究进展,指出了现有研究的一些不足之处并展望了该领域的发展趋势。     

SiO_2纳米粒子对PMMA/PS共混物共连续相结构退火粗化过程的影响

考察了亲水性纳米SiO2粒子的加入对聚甲基丙烯酸甲酯/聚苯乙烯(PMMA/PS)共混体系的共连续相结构在静态高温退火时形态稳定性的影响,发现静态高温退火条件下,填充体系共连续组成范围变窄幅度较小、特征结构尺寸的粗化速率减慢.流变测试表明纳米SiO2粒子加入之后PMMA/PS共混体系的黏弹性显著提高,从而能减缓破坏构成共连续相结构的纤维断裂或回缩等松弛过程的速率,有效地抑制PMMA/PS共混体系的共连续相结构粗化进程,提高相结构的稳定性.根据现有的两种粗化理论的定性分析表明,在高填充量的共混体系中,加入纳米SiO2粒子导致共混体系的黏弹性的显著改变是影响PMMA/PS共混体系在静态高温退火时共连续相结构粗化速率的主要因素,相对而言界面张力的变化对共连续相结构在静态高温退火时的粗化速率影响则应该较小.     

多巴胺改性氧化石墨烯对TDE-85环氧树脂的增韧研究

采用多巴胺改性氧化石墨烯(DGO)对TDE-85进行增韧研究.研究发现,与纯TDE-85和TDE-85/GO复合材料相比,DGO的加入在保持TDE-85良好耐热性的同时使其力学性能得到了提高.尤其是当DGO的含量为0.05 wt%时,TDE-85/DGO复合材料的韧性(临界应力强度因子,KIc)提高了284.2%.这可归结为DGO与TDE-85基体树脂的界面结合性较好,当裂纹扩展时在DGO处出现了明显的裂纹阻碍和偏转现象.