纳米二氧化钛/聚丙烯复合材料的结晶及抗紫外性能研究

利用熔体共混方式制备了纳米TiO2/聚丙烯(PP)复合材料,研究了复合材料的结晶特性、力学性能和抗紫外性能.结果发现:纳米TiO2对聚丙烯有一定的结晶成核作用,填充纳米TiO2的改性PP的球晶尺寸明显小于纯PP;复合材料具有良好的力学性能;随着纳米TiO2含量的增大,复合材料对紫外光的屏蔽效果越强.     

云母增强聚丙烯的研究

采用云母增强聚丙烯后,PP/云母复合材料与纯聚丙烯相比,模量与弯曲强度均会有较大幅度的提高,但冲击强度下降,甚至低于纯聚丙烯。此外,云母含量较高时,复合材料的流动性下降。基于 PP/云母复合材料所存在的问题,本课题采用聚丙烯-高密度聚乙烯-三元乙丙橡胶/云母(PP-HDPE-EPDM/云母)和聚丙烯-高密度聚乙烯-三元乙丙橡胶-乙烯醋酸乙烯共聚树脂/云母(PP-HDPE-EPDM-EVA/云母)两种共混填充体系,对云母增强聚丙烯进行增韧和提高流动性的研究。通过适当的配比,两种体系均在一定程度上提高了 PP/云母复合材料的冲击韧性和流动性。此外,通过扫描电镜对偶联剂处理云母的界面形态和偶联效果也做了初步的分析工作。     

聚丙烯/蒙脱土复合材料的热氧老化性能

用3种蒙脱土(原土、OMMT1、OMMT2)与聚丙烯分别熔融插层复合.经X射线衍射(XRD)分析表明,3种蒙脱土均与聚丙烯成功插层复合,制备出聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料.重点研究聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的热氧老化性能.结果表明,在聚丙烯材料中,添加少量蒙脱土不但可以提高材料的力学性能,而且明显改善材料的抗热氧老化性能.对3种PP/MMT复合材料热氧老化样品进行傅立叶红外(FTIR)分析和表面形貌观察,发现蒙脱土片层在聚丙烯中插层复合越充分(乃至剥离),其抗热氧老化效果就越明显.     

加速热老化对苎麻纤维/聚丙烯复合材料性能的影响

采用模压工艺制备苎麻纤维/聚丙烯复合材料,研究了复合材料在100℃加速热老化前后的性能。结果表明：纤维长度、纤维含量对复合材料的力学性能及熔融性能均存在明显的影响,氢氧化钠碱处理纤维及使用界面增容剂均可改善复合材料的力学性能,提高熔融峰温度。然而,热老化将明显降低复合材料的力学性能,改变熔融状态及结构形貌。     

玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂基复合材料的紫外老化性能

针对玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂基复合材料(GFRP)紫外老化问题,研究了真空导入成型工艺和手糊工艺制作的GFRP试件的紫外老化性能,分析了2种工艺下GFRP试件紫外老化后的巴氏硬度、弯曲破坏形态以及弯曲强度和弯曲模量演变规律。结果表明:紫外光照射后,GFRP试件被照射表面巴氏硬度与未照射表面相比明显下降;紫外老化后GFRP试件的弯曲破坏过程与未老化试件一致;在紫外老化前期弯曲强度和弯曲模量在波动中有所上升,经过一段时间后开始下降,且手糊工艺的下降较多。最终在老化120 d后,弯曲强度和弯曲模量均大于初始值,但低于在室温下密闭处理120 d后的GFRP试件的弯曲强度和模量。     

聚丙烯复合材料老化数据集成学习

聚丙烯复合材料老化实验周期长,且单次实验采集的数据样本少,使用传统机器学习方法进行预测的准确度较低.为了解决聚丙烯复合材料老化数据样本少与预测准确性低的问题,提出了一种虚拟样本生成(virtual sample generation,VSG)的集成学习预测方法.首先,对聚丙烯复合材料老化数据使用高斯混合模型(Gaussian mixed model,GMM)虚拟样本生成方法平滑生成验证有效的虚拟样本;然后,使用生成后的数据集建立集成学习预测模型,该模型包含随机森林(random forest,RF)、极端梯度提升(extreme gradient boosting,XGBoost)算法、轻量级梯度提升机(light gradient boosting machine,LightGBM)算法以及分类梯度提升(categorical boosting,CatBoost)算法.实验表明:集成学习模型的LightGBM算法与CatBoost算法性能最优,在测试数据上均方误差为0.001 3与0.0001,比RF算法与XGBoost算法分别高出0.4与0.2.聚丙烯复合材料老化虚拟样本生成与集成...     

聚丙烯复合材料老化数据集成学习

聚丙烯复合材料老化实验周期长, 且单次实验采集的数据样本少, 使用传统机器学习方法进行预测的准确度较低. 为了解决聚丙烯复合材料老化数据样本少与预测准确性低的问题, 提出了一种虚拟样本生成(virtual sample generation, VSG)的集成学习预测方法. 首先, 对聚丙烯复合材料老化数据使用高斯混合模型(Gaussian mixed model, GMM)虚拟样本生成方法平滑生成验证有效的虚拟样本; 然后, 使用生成后的数据集建立集成学习预测模型, 该模型包含随机森林(random forest, RF)、极端梯度提升(extreme gradient boosting, XGBoost)算法、轻量级梯度提升机(light gradient boosting machine, LightGBM)算法以及分类梯度提升(categorical boosting, CatBoost)算法. 实验表明: 集成学习模型的 LightGBM 算法与 CatBoost 算法性能最优, 在测试数据上均方误差为 0.001 3 与 0.000 1, 比 RF 算法与 XGBoost 算法分别高出 0.4 与 0.2. 聚丙烯复合材料老化虚拟样本生成与集成学习方法可以有效解决实验周期长、单次实验采集的数据样本少的问题, 并可取得比单一机器学习算法更优的性能.     

光氧老化对聚丙烯长丝蠕变行为的影响

分别在室内环境及人工加速老化条件下对聚丙烯长丝进行恒定载荷作用下的蠕变实验，在同样的外载荷作用下，受到紫外辐射的作用而发生光氧老化的聚丙烯长丝，其蠕变速率系数有所增大；恒定载荷越大，紫外辐射对材料蠕变的影响越明显；有紫外辐射情况下，恒定载荷大小对蠕变的影响也会变得明显。对不同蠕变时间的聚丙烯长丝进行强力和粘度测试，观察其蠕变过程中性能的变化情况，发现断裂强力和相对分子质量均有所降低，说明在紫外辐射作用下，材料发生光氧老化反应，大分子的降解使微观结构发生改变，导致断裂强力及蠕变行为的变化。     

紫外老化对沥青性能影响的研究

紫外线辐射是导致沥青老化的主要因素之一.研究了沥青紫外老化前后的物理性能与流变性能,并与热老化前后的物理性能与流变性能进行了对比.低温弯曲梁流变试验(BBR)表明沥青紫外老化后低温抗裂性能减弱.因此,在强烈紫外线作用下导致沥青使用寿命明显缩短,并会产生一系列相关路面病害.     

不饱和聚酯基玻璃钢的紫外线老化试验

以紫外线灯为光源,对玻璃钢材料进行了紫外线人工加速老化试验,采用扫描电镜(SEM)、差式扫描量热仪(DSC)等对老化前后试样进行表征.结果表明:老化后的试样表面出现不均匀裂纹,拉伸强度呈先上升后明显下降趋势.短期紫外线辐射会引起试样的后固化,造成玻璃化温度(tg)及拉伸强度的上升;而长时间的光老化降解作用会导致大分子链断裂,造成tg和拉伸强度的下降.     

官能团化聚丙烯对Mg(OH)2/PP断裂形态的影响

制备了Mg(OH)2/PP及其官能团化聚丙烯（FPP），丙烯酸（AA）改性复合材料，用SEM研究了复合材料的冲击与弯曲断口形态。研究表明FPP或AA加入及其在DCP存在AA原位形成FPP强化Mg(OH）2）/PP复合材料中粒子与基体间的相互作用。改善界面黏结和改变复合材料的断裂行为。原位形成FPP改性Mg(OH)2/PP复合材料中作用更加明显，但其作用效果与AA，Mg(OH)2用量有关。     

颗粒增强金属基复合材料挤压性能的研究

研究了挤压变形对颗粒增强铝基复合材料微观组织的影响和挤压成形的力能变化规律．结果表明，该材料挤压载荷随行程呈阶段性变化特征，温度每升高４０℃，单位挤压力降低大约４０～６０ＭＰａ．挤压变形有助于细化增强体颗粒体积，促进颗粒分布均匀化．经热挤压后，颗粒沿挤压方向呈定向分布，断裂颗粒不再成为损伤     

碱处理对剑麻连续长纤增强聚丙烯复合材料力学性能的影响

以丙纶长纤为经纱,剑麻连续长纤为纬纱,织成剑麻/PP平纹机织物.采用不同浓度的氢氧化钠对织物进行碱处理,将处理后的织物与聚丙烯薄板模压成型,制备出剑麻连续长纤增强聚丙烯复合材料.采用SEM对碱处理前后的剑麻纤维形貌进行分析,讨论不同碱处理浓度对复合材料力学性能的影响.结果表明:碱处理对剑麻连续长纤的表面具有刻蚀作用,以及对剑麻连续长纤增强聚丙烯复合材料的动态热机械性能、拉伸性能、弯曲性能均有一定的影响.     

聚丙烯(PP)基阴离子交换纤维吸附钯研究

研究聚丙烯(PP)基阴离子交换纤维对盐酸溶液中钯的交换性能．讨论溶液pH值、温度、氯离子浓度、交换时间等对钯吸附率的影响．确定最佳的交换吸附条件，测定纤维的最大静态交换容量．用红外光谱(FT—IR)研究了该阴离子交换纤维在盐酸溶液中对钯的交换机理．载钯的聚丙烯(PP)基阴离子交换纤维用质量分数为2％的硫脲与2mo1/L的HCl混合溶液可以定量的解吸．该PP基阴离子交换纤维可用于定量回收溶液中微量的钯．     

官能团化聚丙烯对Mg(OH)2/PP力学性能的影响

制备了加有官能团化聚丙烯 (FPP)、接枝单体和原位形成FPP改性Mg(OH) 2 /PP复合材料 ,研究了FPP、接枝单体和原位形成FPP对Mg(OH) 2 /PP复合材料力学性能的影响 ,实验结果表明 ,Mg(OH) 2 使PP力学性能明显降低 ,缺口冲击强度降低比弯曲、拉伸强度更加明显 ,但模量提高。FPP加入有利于复合材料弯曲、拉伸强度提高 ,而且Mg(OH) 2 用量越多 ,效果越明显。接枝单体加入也明显提高复合材料的力学性能 ,尤其高含量Mg(OH) 2 填充复合材料。虽然原位形成FPP改性复合材料的力学性能比仅加有接枝单体的低 ,但随接枝单体用量增加而提高。抗氧剂对原位形成FPP改性复合材料Mg(OH) 2 /PP力学性能影响不大。     

珠光颜料云母基体预处理的研究

通过珠光颜料用云母基体预处理方法的研究,总结出云母基体预处理的最优条件是:先用20%碳酸钠溶液在80℃下以固液比1∶20清洗30 min,然后15%盐酸溶液在80℃下以固液比1∶10清洗50min,最后在850℃下煅烧1 h.此方法处理过的云母粉的白度由35.69提高到47.34.     

Study on Abrasion Resistance of Modified Polypropylene Fiber Reinforced Cement

Modified polypropylene fiber reinforced cement compos-ites were investigated in their abrasion resistance andsurface morphology. The test results showed the addingof fiber could noticeably improve the abrasion resistanceof composite. The bonding and friction of fibers/cementwere the main contribution to abrasion resistance im-provement, which resulted from the surface morphologyobservation.