高性能耐高温聚合物复合材料的摩擦磨损性能研究

介绍了一些常见的高性能耐高温聚合物及其复合材料的摩擦与磨损性能的研究及其新进展,包括聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)、聚酰亚胺(PI)等.并讨论了不同种类的填料,如纤维、固体润滑剂、无机化合物以及无机纳米粒子对高性能耐高温聚合物基复合材料摩擦系数及磨损率的影响,许多研究结果表明,适量填料的加入能提高聚合物基复合材料的耐磨性能,特别是填料的协同作用对降低复合材料的摩擦系数及磨损率有更大的帮助.     

热塑性聚氨酯/高乙烯基丁苯橡胶复合材料中纳米二氧化硅的分散状态及其摩擦性能研究

热塑性聚氨酯(TPU)作为鞋底等材料最突出的问题是止滑性能不足，在湿环境和结冰环境下易打滑.纳米填料引起材料表面微观形貌、材料变形能力的变化对抗湿滑有重要影响.本研究将高乙烯基溶聚丁苯橡胶(HVSSBR)与TPU共混，探究了纳米二氧化硅(SiO₂)填充的TPU/HVSSBR(70/30)复合材料中填料的选择性分散，并且采用LAT-100试验机测试了恒定面压下不同SiO₂用量填充的TPU/HVSSBR复合材料在干、湿摩擦表面以及不同冰面温度(-20，-10和-5℃)下的摩擦性能.结果表明，SiO2在TPU/HVSSBR共物中易分散于HVSSBR橡胶相中，造成了材料表面粗糙度和变形能力的差异，使得干摩擦系数下降13.9%，湿摩擦系数提升8.7%;3种冰面温度(-20，-10和-5℃)下摩擦系数最大提升幅度分别为16.9%,17.5%,21.2%. SiO₂的加入能提高材料在湿表面和冰表面上的摩擦系数，进一步改善了TPU止滑性能.     

导热膨胀石墨/聚醚酰亚胺复合材料的制备与性能

利用膨胀石墨(EG)经高温处理后比表面积大的特点, 以膨胀石墨作为导热填料, 通过球磨和热模压方法制备了膨胀石墨/聚醚酰亚胺(PEI)导热复合材料, 并对其加工过程、 微观形貌、 热性能和导热性能进行了研究. 结果表明, 球磨处理可以打破膨胀石墨的“泡沫”状态并减少石墨纳米片间的间隙, 热压可以诱使和促进石墨纳米片沿着水平方向排列和取向, 从而显著提升了复合材料的平面内导热性能. 当膨胀石墨在复合材料中的质量分数为20%时, EG/PEI复合材料的面内导热系数为2.38 W?m^?1?K^?1. 与PEI相比, 复合材料导热系数的增幅约为12倍. 所制备的EG/PEI复合材料均具有良好的散热能力、 较好的热稳定性和较高的储能模量, 是一种综合性能优异的导热材料.     

染料敏化太阳能电池用聚苯胺/石墨复合对电极的制备与性能研究

引入一种具有网状结构的导电聚苯胺为催化材料,以导电石墨为填充材料,并对其共混后丝网印刷在FTO导电面上,制备了聚苯胺/石墨复合对电极.主要解决对电极催化活性和导电特性不能有效兼顾,制作工艺复杂的问题.扫描电镜(SEM)结果表示,通过二者简单的共混后,导电聚苯胺的网状结构依然存在,石墨的加入有效填充了聚苯胺之间的空隙,在不影响原来催化活性的基础上增强了对电极的导电性.利用循环伏安(CV)和电化学阻抗(EIS)对复合对电极的催化和导电特性进行研究.对该复合对电极组装成的DSSCs进行光电性能测试,结果表明,当石墨的质量分数达到10%时,基于聚苯胺/石墨复合对电极组装成DSSCs的光电转换效率达到了8.5%,为同等条件下传统Pt电极的123%.     

钛酸钾晶须填充环氧树脂复合材料的摩擦磨损特性

以提高环氧树脂的摩擦磨损性能为目的,研究了钛酸钾晶须(PTW)填充环氧树脂复合材料的滑动干摩擦磨损特性,着重探讨PTW含量、摩擦条件等对复合材料摩擦性能的影响.通过对复合材料磨损表面的形貌分析以及复合材料表面硬度的测定,探讨了复合材料的磨损机理.结果表明:PTW能明显提高环氧树脂耐磨性并降低其摩擦系数,w(PTW)=0.08的环氧树脂复合材料的耐磨性比纯环氧树脂提高近10倍,摩擦系数降低35%.     

偶联剂对钛酸钾晶须/双马来酰亚胺树脂摩擦磨损性能的影响

研究了不同偶联剂及钛酸钾晶须添加量对钛酸钾晶须 /双马来酰亚胺树脂复合材料的摩擦磨损性能的影响 .结果发现 ,钛酸钾晶须能明显提高复合材料的耐磨性 ,晶须的加入使材料的磨损率得到显著降低 ;钛酸钾晶须对材料具有一定的润滑性 ,添加晶须后材料的摩擦系数与树脂基体基本相当 ;偶联剂对复合材料的摩擦系数影响不大 ,但是合适的偶联剂对材料耐磨性的提高则具有明显的作用 .晶须添加量较低时 ,复合材料的磨损机理主要为较严重的粘着磨损 ,晶须添加量较高时 ,疲劳磨损占主导地位 .     

聚碳酸1,2-丙二酯/聚琥珀酸丁二酯/邻苯二甲酸二烯丙酯共混体系的研究

采用熔融共混的方法制备了聚碳酸1,2-丙二酯(PPC)/聚琥珀酸丁二酯(PBS)共混物和PPC/PBS/DAOP(邻苯二甲酸二烯丙酯)增塑共混物,对共混物的相容性、热性能、结晶性和物理机械性能进行了初步研究.研究结果表明PPC/PBS共混物为不相容体系,PPC对PBS的结晶度影响很小;PBS的加入提高了共混物的起始热分解温度(Td-5%),当共混物中PBS含量从10%增加到90%时,共混物的Td-5%可分别增加15℃到59℃.DAOP对PPC/PBS共混物有增塑作用,当PPC/PBS/DAOP的比例从30/70/0变化到30/70/30时,共混物玻璃化转变温度(Tg)下降了36.9℃.与PPC/PBS共混物相比,组成优化的DAOP增塑共混物PPC/PBS/DAOP(PPC/PBS/DAOP=30/70/5)的断裂伸长率和断裂能最大可提高31倍和34倍,分别达到655.1%和3.4 J/mm2,因此引入DAOP尽管使共混材料的热稳定性有所下降,但拓宽了PPC/PBS共混材料的使用温度窗口.     

石墨与聚苯乙烯的纳米复合过程研究

石墨具有电导率高、化学稳定性好等优点 ,被广泛应用于聚合物 石墨复合导电材料[1～ 3] .石墨作为聚合物导电填料一般以粉末形态居多 .用粉末状石墨填料往往需要较高的填充量才能得到理想的导电性能 .石墨也可以制备成膨胀石墨 ,将它与聚合物复合 ,可以大幅度降低石墨的填充量 .如一般粉末状石墨填料与聚合物复合制备的导电材料其逾渗阀值为 1 5 %～ 2 0 % ,电导率达到 1 0 -4 ～1 0 -7Ｓ ｃｍ[4 ] ;而若采用膨胀石墨方法 ,逾渗阀值则低于 3% ,电导率可达到 1 0 -2 Ｓ ｃｍ以上[5～ 7] .Ｐａｎ等[7] 报道用膨胀石墨与聚合物复合得到纳米复合…     

碳系填料填充聚合物基电磁屏蔽材料研究进展北大核心CSCD

电子电器设备的大量应用,使得电磁环境越来越复杂,对电磁屏蔽材料的需求也不断增长。与传统的金属填料相比,碳系填料具有品种多、质量轻、电导率高、来源广、耐腐蚀等独特优势,在聚合物基电磁屏蔽领域有着广阔的应用前景。本文主要介绍了炭黑、石墨、石墨烯、碳纳米管、碳纤维等碳系填料的结构与性能特点,并从填料形状,表面处理,复合技术等角度综述了近年来碳系填料填充改性制备聚合物基电磁屏蔽材料方面的研究进展。     

碳系填料填充聚合物基电磁屏蔽材料研究进展

电子电器设备的大量应用,使得电磁环境越来越复杂,对电磁屏蔽材料的需求也不断增长。与传统的金属填料相比,碳系填料具有品种多、质量轻、电导率高、来源广、耐腐蚀等独特优势,在聚合物基电磁屏蔽领域有着广阔的应用前景。本文主要介绍了炭黑、石墨、石墨烯、碳纳米管、碳纤维等碳系填料的结构与性能特点,并从填料形状,表面处理,复合技术等角度综述了近年来碳系填料填充改性制备聚合物基电磁屏蔽材料方面的研究进展。     

Gelation kinetics of PAM/PEI system

Excess water production in oil and gas wells causes serious productivity and environmental problems in the oilfield. A mixture composed of a polymer, cross-linker, and water is usually injected into the reservoir to block unwanted water by forming a three-dimensional structure. This transition process from solution to gel is a function of temperature, time, salinity of mixing water, and concentration of the various components. The gelling solution was prepared by mixing polyacrylamide (PAM) with distilled water, and then polyethylenimine (PEI) was added as a cross-linker. The injection process was simulated and investigated by differential scanning calorimeter (DSC) over the temperature range of 80–120 °C. The DSC dynamic scan showed two consecutive peaks. An endothermic peak was observed at low temperature due to PAM alkaline hydrolysis which ends at around 60 °C. Another exotherm was observed at ~70 °C which corresponds to the onset of cross-linking of PAM and PEI. It was found that high temperatures lead to high release of heat due to gelation. The effect of salts on the cross-linking was also examined. More delay in cross-linking was observed in the case of NH₄Cl compared to NaCl. The gelation kinetics was modeled using a rate process model that relates fractional gelation with time. Further, Avrami model, usually used to study crystallization kinetics, was also used to model the gelation process. Kinetic parameters were obtained from the two different models, and the results showed good agreement with experimental data. The presence of salts in seawater leads to a drop of 60–80 % in the rate constant without influencing the order of the gelation reaction.     

PEEKK/PEI共混物的相容性和力学性能

聚醚醚酮酮(PEEKK);聚醚酰亚胺(PEI);相容性;共混物;力学性能     

Transport properties of PVA/PEI/PEG composite membranes: sorption and permeation characterizations

Poly(vinylalcohol)/poly(ethyleneglycol)/poly(ethyleneimine) blend membranes were prepared by solution casting followed by solvent evaporation. The chemical structure of the prepared membranes was analyzed by FTIR and DSC. The sorption behavior as well as the permeabilities of the membranes for pure CO₂ and N₂ were investigated. The results show that the PVA/PEI/PEG membranes possess a higher permeability of CO₂ and a lower permeability of N₂. The membrane displays a CO₂ permeability of 27 Barrer, and a N₂ permeability of 3 Barrer at 25°C and 1 bar. CO₂ sorption behavior of the composite membrane, which can be classified as a dual-mode sorption model, and N₂ sorption behavior of the copolymeric membrane is in agreement with the Fickian diffusion model.      

复合型吸附材料pei/sio2对胆红素的吸附作用

胆红素;吸附材料;聚乙烯亚胺;静电相互作用;吸附作用     

Structure/property relationships in LCP/PEI blends revealed with a new selective etching process

An etching technique for making visible the morphology of blends composed of polyetherimide and a liquid crystalline fully aromatic copolyester (LCP) has been developed. The four organic solvents-tetrachloroethane, N-methylpyrrolidone (NMP), dimethylformamide (DMF) and dimethylacetamide (DMAc)-selectively etch the polyetherimide without attacking the LCP component. By adjusting the etching conditions to the respective conditions prevailing within the samples, all the four solvents yielded equally good results across the entire concentration range investigated (from 20/80 to 80/20 percent by weight of LCP/PEI).The viscosith of the LCPs decreases markedly with increasing shear rate. The large shear rate gradient from the mould edges to the centre results in different deformations of different volume elements within the melt. The resulting frozenin morphologies can be visualized with the new etching technique. This allows one to explain certain correlations between morphology and mechnical properties of the respective samples.     

多壁碳纳米管对环氧树脂/聚醚酰亚胺体系相分离的影响

通过溶液混合的方法制备了环氧树脂/聚醚酰亚胺(PEI)/多壁碳纳米管(MWCNTs)三元复合物,并使用扫描电镜(SEM)、原位红外分析(FTIR)、流变测试和非等温DSC等手段研究了MWCNTs的存在对体系相分离形貌和固化反应的影响.扫描电镜的结果显示,在固化后的样品中MWCNTs较均匀地分散在两相中.150℃下固化,不含MWCNTs和MWCNTs含量为0.75 pbw的体系相分离形貌呈海岛状结构,而进一步增大MWCNTs含量后相分离形貌呈双连续结构,且相区尺寸随MWCNTs含量的增加而减小.120℃下固化,不含MWCNTs和MWCNTs含量为0.75 pbw的体系相分离形貌呈双连续结构,而进一步增大MWCNTs含量后,体系相分离形貌呈相反转结构.FTIR和DSC的测试结果表明,MWCNTs表面的羟基对环氧树脂的固化反应起到催化作用,使得固化反应速度加快,反应活化能降低.而流变测试的结果表明,随着MWCNTs含量增加,一方面交叉跨越多个相区的碳纳米管使得体系黏度增大,对相分离起到了一定的抑制作用;另一方面使得体系凝胶化时间提前,导致体系相分离形貌被固定在相分离的较早阶段,起到有效调控相分离形貌的作用.     

PEI/PAA/APP三组分膨胀组装涂层阻燃改性苎麻织物

利用聚乙烯亚胺(PEI)的正电荷性及聚磷酸铵(APP)和聚丙烯酸(PAA)的负电荷性,通过层层组装技术在柔顺多孔的苎麻织物表面交替构筑了(PEI/PAA/PEI/APP)n膨胀型阻燃涂层,并对处理前后的苎麻织物的热稳定性和阻燃性等性质进行了表征.热失重分析(TGA)、微型量热仪(MCC)以及垂直燃烧测试(VFT)结果表明,阻燃处理后织物的热稳定性和阻燃性显著提高.同时与(PEI/APP)n试样相比,引入不同浓度的第3组分PAA在组装层数较少时通过增加PEI的电荷密度等作用可有效增加吸附量从而使上述性能有所提高,层数较高时由于APP和PAA的同性电荷紊乱,阻燃性的提升受到限制.     

Fe3O4/PEI/Au@CdSe/CdS多功能复合材料的制备与表征

以共沉淀法制备出Fe₃O₄纳米粒子,通过聚乙烯亚胺(PEI)修饰Fe₃O₄纳米粒子,再原位复合上Au纳米粒子,制得Fe₃O₄/PEI/Au纳米颗粒微球。再将Fe₃O₄/PEI/Au纳米颗粒与巯基乙酸修饰的量子点CdSe/CdS连接,成功制备了Fe₃O₄/PEI/Au@CdSe/CdS多功能复合微球。经过傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、荧光分光光度计、荧光显微镜、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)及振动样品磁强计(VSM)的表征。结果表明:多功能复合微球的粒径在40nm左右,具有超顺磁性,剩磁,矫顽力近似等于零,饱和磁化强度为28.83A·m₂·kg^-1,同时兼有优越的荧光性能和金纳米粒子的特性。     

Fe3O4/PEI/Au@CdSe/CdS多功能复合材料的制备与表征

以共沉淀法制备出Fe₃O₄纳米粒子,通过聚乙烯亚胺(PEI)修饰Fe₃O₄纳米粒子,再原位复合上Au纳米粒子,制得Fe₃O₄/PEI/Au纳米颗粒微球。再将Fe₃O₄/PEI/Au纳米颗粒与巯基乙酸修饰的量子点CdSe/CdS连接,成功制备了Fe₃O₄/PEI/Au@CdSe/CdS多功能复合微球。经过傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、荧光分光光度计、荧光显微镜、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)及振动样品磁强计(VSM)的表征。结果表明:多功能复合微球的粒径在40 nm左右,具有超顺磁性,剩磁,矫顽力近似等于零,饱和磁化强度为28.83 A·m²·kg^-1,同时兼有优越的荧光性能和金纳米粒子的特性。