ELECTRICAL RESISTIVITY, CRYSTALLIZATION AND MECHENICAL PROPERTIES OF POLYPROPYLENE/MULTI-WALLED CARBON NANOTUBE/CALCIUM CARBONATE COMPOSITES PREPARED BY MELT MIXING

 Polypropylene (PP)/multi-walled carbon nanotube (MWCNT)/calcium carbonate (CaCO₃) composites are prepared by melt mixing using two types of CaCO₃ of different sizes. The electrical resistivities of the composites with the two types of CaCO₃ are all lower than those of the corresponding PP/MWCNT composites at various MWCNT loadings (1 wt%-5 wt%). The morphology of the composites is investigated by field emission scanning electron microscopy (FESEM). The crystallization behavior of PP in the composites is characterized by differential scanning calorimetry (DSC). The storage modulus, as measured by dynamic mechanical analysis (DMA), increases significantly by the presence of CaCO₃.     

碳纳米管/炭黑混杂填充聚甲醛复合材料导电性能研究

采用在转矩流变仪中熔融混合的方法制备了多壁碳纳米管(MWCNTs)和导电炭黑(CB)共同填充的聚甲醛(POM)导电复合材料,研究了材料的体积电阻率和导电填料用量之间的关系.用该体系的实验数据点对已发表的混合导电填料体系的定量关系式进行了验证,结果表明实验数据点和理论预测略有偏差.为方便实际应用,把混合导电填料体系的定量关系式加以发展,推导出逾渗值和两种导电填料质量比之间的关系式,并绘出了工作曲线.设计实验对工作曲线进行了验证,结果表明工作曲线对实践具有指导意义.     

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.     

THERMAL DECOMPOSITION AND FLAMMABILITY OF ACRYLONITRILE-BUTADIENE-STYRENE/MULTI-WALLED CARBON NANOTUBES COMPOSITES

Thermal and flammability properties of acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS) with the addition of multi-walled carbon nanotubes (MWNTs) were studied.ABS/MWNTs composites were prepared via melt blending with the MWNTs content varied from 0.2% to 4.0% by mass.Thermogravimetry results showed that the addition of MWNTs accelerated the degradation of ABS during the whole process under air atmosphere,and both onset and maximum degradation temperature were lower than those of pure ABS.The destabilizat...     

聚苯胺/分级碳纳米管复合材料的制备与性能研究

在众多的导电高分子中，聚苯胺具有原料易得、合成简便、能进行快速与可逆的氧化还原反应、可储存高密度的电荷等优点，在能源、光电子器件、电容器、传感器、分子导线和分子器件，以及电磁屏蔽、金属防腐和隐身技术等领域有着诱人的应用前景．近年来，将导电聚苯胺用于超电容器，倍受人们的广泛关注．     

CRYSTALLIZATION AND MECHANICAL PROPERTIES OF POLYPROPYLENE FILLED WITH SiO2 NANOPARTICLES

Oleic acid （OA）-modified SiO2 （OA-m-SiO2） nanoparticles were prepared using surface modification method. Infrared spectroscopy （IR） was used to investigate the structure of the OA-m-SiO2 nanoparticles, and the result showed that OA attached onto the surface of SiO2 nanoparticles through esterification. Effect of OA concentration on the dispersion stability of OA-m-SiO2 in heptane was also studied, and the result indicated that OA-m-SiO2 nanoparticles were dispersed in heptane more stably than the unmodified ones. OA-m-SiO2 nanoparticles can also be dispersed in polypropylene （PP） matrix in nano-scale. The effect of OA-m-SiO2 on crystallization of PP was studied by means of DSC. It was found that the introduction of OA-m-SiO2 resulted in significant increase in the crystallization temperature, crystallization degree and crystallization rate of PP, and OA-m-SiO2 could effectively induce the formation of β-crystal PP. Effect of OA-m-SiO2 content on mechanical properties of PP/OA-m-SiO2 nanocomposites was also studied. The results show that OA-m-SiO2 can significantly improve the mechanical properties of PP.     

多壁碳纳米管填充聚苯乙烯复合体系的动态流变特性

应用两相模型探讨多壁碳纳米管(MWCNTs)填充聚苯乙烯(PS)复合体系的动态流变特性.结果表明,体系线性黏弹行为与PS本体的应变放大效应及MWCNTs填料相的弛豫密切相关.在不同温度下,应变放大因子(Af)随MWCNTs体积分数(φ)的变化规律符合扩散控制的粒子串聚集(CCA)模型.φ＜0.020时,MWCNTs分散...     

PP/EPDM/CaCO3三元复合材料的相结构及力学性能研究

采用以化学键合方式在CaCO3表面包覆上聚丙烯蜡和将改性后的CaCO3先与EPDM复合、再与PP复合的工艺,制备PP/EPDM/CaCO3三元复合材料,以期在PP基体材料中得到EPDM包裹CaCO3的相结构.通过测量三元复合体系中各组分的表面张力,计算各可能组分对之间的界面张力和黏结功,分析三元复合体系中可能的相结构.热力学计算结果表明,三元复合体系中既存在以EPDM为壳、CaCO3为核的"核壳结构",又存在CaCO3与EPDM各自独立分散在PP基体中的结构.电镜照片进一步揭示,在PP/EPDM/改性CaCO3三元复合体系与PP/EPDM/未改性CaCO3三元复合体系中,这两种相结构的比例是不同的,在前者中以核壳结构为主.CaCO3表面性质的不同是产生这一差别的原因.由于这一结构差别的存在,PP/EPDM/改性CaCO3三元复合体系比PP/EPDM/未改性CaCO3三元复合体系具有更好的力学性能.当EPDM用量为8 phr、改性CaCO3用量为15 phr时,三元复合体系的冲击强度达14.25 kJ/m2,是纯PP的3.17倍.     

纳米碳酸钙及其表面处理对等规聚丙烯结晶行为的影响

应用差示扫描量热方法研究了不同表面改性碳酸钙纳米粒子对聚丙烯 (PP)等温与非等温结晶动力学的影响 ,并研究了上述各聚丙烯结晶样品的熔融行为和晶型 .研究发现纳米碳酸钙具有明显的成核效应 ,并具有较强的诱导 β 型结晶的能力 ,而且与粒子的表面处理密切相关 .     

CaCO_3表面包覆改性及其对填充PP力学性能的影响

先用丙烯酸(AA)处理CaCO3,在其表面引入活性双键基团后,再通过固相包覆反应将聚丙烯蜡(PPW)固定在CaCO3表面.实验发现改性CaCO3可经受甲苯、稀盐酸处理而不发生溶解,结合红外及热重分析结果,证明PPW已经通过化学键合而成功地包覆在CaCO3表面.将该改性CaCO3填充聚丙烯(PP)后,发现PP的冲击性能及拉伸性能均有不同程度的提高,当改性CaCO3的填充量为15份时,体系的缺口冲击强度达到最大值,为基体树脂的1.68倍;当改性CaCO3的填充量10份时拉伸强度达到峰值,为同等添加量的未改性CaCO3的1.22倍.     

尼龙6/多单体接枝聚丙烯共混物的形态结构及力学性能的研究

用多组分熔融接枝的方法将甲基丙烯酸缩水甘油酯（ Ｇ Ｍ Ａ） 和苯乙烯（ Ｓｔ） 共同接枝于聚丙烯（ Ｐ Ｐ） 上,制得多单体接枝聚丙烯 Ｐ Ｐ ｇ （ Ｇ Ｍ Ａ ｃｏ Ｓｔ） ．该接枝物具有高的 Ｇ Ｍ Ａ 接枝率．本研究利用 Ｆ Ｔ Ｉ Ｒ、 Ｓ Ｅ Ｍ、 Ｔ Ｅ Ｍ、 Ｄ Ｓ Ｃ 和力学性能测试等分析方法,研究了多组分熔融接枝聚丙烯（ Ｐ Ｐ ｇ （ Ｇ Ｍ Ａ ｃｏ Ｓｔ）） 对尼龙６／ Ｐ Ｐ 共混物的形态结构, Ｔｇ 和力学性能的影响．结果表明, Ｐ Ｐ ｇ （ Ｇ Ｍ Ａ ｃｏ Ｓｔ） 中的环氧基团与尼龙６（ Ｐ Ａ６） 末端的胺基发生化学反应,原位形成的 Ｐ Ｐ Ｐ Ａ６ 共聚物能有效的改善 Ｐ Ａ６ 与 Ｐ Ｐ 的相容性,可以使 Ｐ Ｐ 均匀的分散在 Ｐ Ａ６ 基体中,相区尺寸明显减小,提高了拉伸强度．由于两相的相容性较好,从而共混物的 Ｔｇ 有明显的变化．此外,通过透射电镜观察,发现 Ｐ Ａ６／ Ｐ Ｐ ｇ （ Ｇ Ｍ Ａ ｃｏ Ｓｔ）（７０／３０） 合金中存在着特殊的微相分离结构．     

改性纳米碳酸钙-聚丙烯复合材料的结构与性能研究

制备了硬脂酸钙包覆的纳米碳酸钙( CaSt-nano-CaCO3),并采用熔融共混的方法制备出iPP/CaStnano-CaCO3和iPP/nano-CaCO3复合材料.与纯iPP相比,复合材料的弯曲强度和弯曲模量随着CaCO3粒子含量的增加而提高,冲击性能也得到改善.相对于iPP/nano-CaCO3,iPP/CaS...     

聚苯乙炔衍生物对碳纳米管的溶解作用与表面巯基官能化

设计合成了带巯基的聚苯乙炔衍生物,在产物的红外光谱上,3312和776 cm-1处炔氢特征吸收与2106 cm-1处碳碳三键的特征红外吸收消失;在产物的1H-NMR谱上,对应单体上炔氢的化学位移(δ=3.0)消失而对应共轭烯烃的化学位移(δ=6.4)出现;这些谱学特征变化证明了聚合反应的发生.巯基官能化的聚苯乙炔不仅能够发挥聚苯乙炔衍生物对碳纳米管的增溶作用,而且具有将碳纳米管表面巯基功能化的特殊性能.通过巯基与ZnO之间的强相互作用,ZnO纳米粒子被组装到巯基官能化的聚苯乙炔/碳纳米管杂化结构的外壳.本研究提供了制备新的多元复合纳米结构材料的方法.     

MISCIBILITY, CRYSTALLIZATION AND MECHANICAL PROPERTIES OF PPC/PBS BLENDS

In this paper,melt blends of poly(propylene carbonate)(PPC)with poly(butylene succinate)(PBS)were characterized by dynamic mechanical analysis(DMA),differential scanning calorimetry(DSC),tensile testing,wide-angle X-ray diffraction(WAXD),polarized optical microscopy and thermogravimetric analysis(TGA).The results indicated that the glass transition temperature of PPC in the 90/10 PPC/PBS blend was decreased by about 11K comparing with that of pure PPC.The presence of 10% PBS was partially miscible with PPC.The 90/10 PPC/PBS blend had better impact ==========and tensile strength than those of the other PPC/PBS blends.The glass transition temperature of PPC in the 80/20,70/30,and 60/40 PPC/PBS blends was improved by about 4.9 K,4.2 K,and 13 K comparing with that of pure PPC,respectively;which indicated the immiscibility between PPC and PBS.The DSC results indicated that the crystallization of PBS became more difficult when the PPC content increased.The matrix of PPC hindered the crystallization process of PBS.While the content of PBS was above 20%,significant crystallization-induced phase separation was observed by polarized optical microscopy. It was found from the WAXD analysis that the crystal structure of PBS did not change,and the degree of crystallinity increased with increasing PBS content in the PPC/PBS blends.     

双单体原位接枝插层法制备聚丙烯纳米复合材料的研究Ⅰ.制备、表征及力学性能的研究

用有机插层剂处理蒙脱土原土 ,制得有机蒙脱土 (O MMT) .采用双单体 (马来酸酐和苯乙烯 )原位接枝插层法 ,制备了聚丙烯 蒙脱土纳米复合材料母料 .将母料与聚丙烯基体在双螺杆上共混挤出 ,制得聚丙烯 蒙脱土纳米复合材料 (PP Montmorillonetenanocomposites,PMNC) .这是制备聚合物纳米复合材料的一种新方法 .通过X 射线衍射测试 (XRD)表明 ,有机蒙脱土片层 0 0 1面间距从原土的 1 4 9nm扩大到 2 96nm ,复合材料中蒙脱土片层 0 0 1面间距由有机蒙脱土的 2 96nm扩大到 4 0nm .力学性能测试表明 ,复合材料的力学性能明显优于PP基体 ,在提高材料拉伸强度的同时 ,缺口冲击强度也得到很大的提高 .用扫描电镜 (SEM)对材料的冲击断面形貌进行了研究 ,并从理论上分析了断裂机理 .随着蒙脱土含量的增加 ,冲击断裂形式逐渐从脆性断裂变成韧性断裂     

原位接枝炭黑/天然橡胶复合材料的制备及性能

采用原位固相接枝方法,使在高温和强剪切作用下降解的天然橡胶接枝到炭黑表面.通过对接枝前后炭黑填充天然橡胶的性能对比发现,原位接枝炭黑不但能提高天然橡胶的硫化速度,还能提高拉伸强度,定伸应力和撕裂强度等;动态力学性能的测试结果表明接枝炭黑填充的天然橡胶中接枝炭黑网络化程度较低,这些结果主要归因于接枝炭黑在橡胶基体中分散性的改善及炭黑与橡胶之间作用力的增加.     

显微镜图像分析研究聚丙烯/尼龙1010共混物相结构及其性能

用扫描电子显微镜图像分析研究了聚丙烯/聚酰胺1010共混物及其部分相容体系的相形态结构,计算了表征相结构和尺寸的结构参数,如分散相的平均直径、平均弦长和分散相的质心相关距等.并分别讨论了聚丙烯/聚酰胺1010共混物及其部分相容体系的相形态以及其结构参数与共混物组成的关系.测定了聚合物及其共混物体系的力学性能,讨论了共混物组成与力学性能的关系.聚丙烯/聚酰胺1010共混物的拉伸模量与组成的关系较为复杂,但其部分相容体系的拉伸模量与组成呈线性关系.聚丙烯/聚酰胺1010及其共混物体系的屈服强度与共混物组成均呈线性关系.表征相结构的两相平均弦长比(l-1/-l2)与组成以及共混物体系力学性能与组成的关系,二者相似.同时讨论了体系力学性能随相尺寸等的变化规律.     

纳米微晶纤维素对炭黑补强天然橡胶力学性能和动态性能的影响

采用酸水解工业微晶纤维素(MCC)制备纳米微晶纤维素(NCC),将其与天然胶乳共凝沉,混炼时加入炭黑(CB),制备了天然橡胶(NR)/NCC/CB复合材料,研究了NR/NCC/CB和NR/NCC/CB/RH(间苯二酚-六亚甲基四胺络合物)复合材料的力学性能和动态性能,并与NR/CB体系的性能进行对比.结果表明NCC可以均匀分散在天然橡胶基体中,且依拉伸方向取向,随着NCC替代炭黑的份数增加,Payne效应减弱,说明NCC本身并不构成强的填料网络,NR/NCC/CB与NR/CB比较,前者整体的网络化程度减弱,体系的损耗因子变化不大,NCC的加入改善了NR/CB的力学性能和抗屈挠龟裂性能,降低压缩疲劳温升和压缩永久形变,当NCC取代5～20 phr CB后,仍然保持高耐磨炭黑补强天然橡胶的耐磨耗性能.动态力学性能显示NR/NCC/CB的玻璃化转变温度较NR/CB变化不大,0℃的tanδ略有下降的同时60℃的tanδ明显降低.NR/NCC/CB/RH体系的Payne效应较NR/NCC/CB明显减弱,力学性能、抗屈挠龟裂性能和耐磨耗性能进一步改善,体系的压缩疲劳温升和压缩永久形变更小.     

沉淀法制备EPDM-g-MAH/CaCO_3复合材料及其性能的表征

提供了三元乙丙橡胶(EPDM)交联的一种方法.以二甲苯为溶剂,溶液法制备马来酸酐(MAH)接枝EPDM,然后向溶液中加入适量碳酸钙(CaCO3),与已接枝的马来酸酐(MAH)反应.待反应完全后,滴加丙酮作为沉淀剂,沉淀物真空干燥,制得EPDM-g-MAH/CaCO3弹性体复合材料.溶解、溶胀及拉伸性能测试结果表明,复合材料样品已形成有效的交联,且材料的抗张强度、断裂伸长率和模量均得到较大幅度的提高,当CaCO3含量达到体系总重的20%时,复合材料呈现最佳力学性能.上述实验结果是因为碱性的CaCO3的Ca2+可以与接枝在EPDM上的MAH发生配合反应,进而成为EPDM的交联中心,形成有效交联,从而促进了EPDM机械性能的提高,ATR-FTIR和TGA的测试结果被用于证实上述观点.     

MORPHOLOGY,INTERFACIAL INTERACTION AND PROPERTIES OF STYRENE-BUTADIENE RUBBER/MODIFIED HALLOYSITE NANOTUBE NANOCOMPOSITES

 A natural nanotubular material, halloysite nanotubes (HNTs), was introduced to prepare styrene-butadiene rubber/modified halloysite nanotube (SBR/m-HNT) nanocomposites. Complex of resorcinol and hexamethylenetetramine (RH) was used as the interfacial modifier. The structure, morphology and mechanical properties of SBR/m-HNT nanocomposites, especially the interfacial interactions, were investigated. SEM and TEM observations showed that RH can not only facilitate the dispersion and orientation of HNTs in SBR matrix at nanometer scale, but also enhance the interfacial combination between HNTs and rubber matrix. FTIR and XPS investigations confirmed that a number of hydrogen bonds were formed between the phenol hydroxyl groups in resorcinol-formaldehyde resin derived from RH and the oxygen atoms in Si―O bonds or hydroxyl groups on HNTs surfaces. The m-HNTs modified with RH have significant reinforcing effect on SBR vulcanizates. RH as a good interfacial modifier can remarkably improve mechanical properties of SBR/HNT composites. The substantial improvement of comprehensive properties for SBR/m-HNT nanocomposites can be attributed to good dispersion and orientation of HNTs in SBR matrix at nanometer scale and the enhanced interfacial interaction between HNTs and rubber matrix.