多臂聚丙烯酸丁酯-b-聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物的合成及性能研究

采用电子转移再生催化剂原子转移自由基聚合(ARGET ATRP)制备了端羟基聚丙烯酸丁酯-b-聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物(HO-PBA-b-PMMA),在此基础上,与六亚甲基二异氰酸酯三聚体(N3390)反应,合成了多臂聚丙烯酸丁酯-b-聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物.通过凝胶渗透色谱(GPC)、核磁共振仪(1H-NMR)、傅里叶变换红外光谱计(FTIR)对聚合物的结构进行了表征,利用原子力显微镜(AFM)观察了其形貌,采用动态热机械分析仪(DMA)和万能拉伸机研究了聚合物的热性能、力学性能及多臂嵌段共聚物对PMMA的增韧性能.结果表明:成功制备了端羟基聚丙烯酸丁酯-b-聚甲基丙烯酸甲酯,以及多臂聚丙烯酸丁酯-b-聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物.在异氰酸酯基/羟基(NCO/OH)摩尔比为1.2/1时,制得的多臂嵌段共聚物相对分子质量最大,Mark-Houwink参数α值最小,表明此时三臂嵌段共聚物最多.多臂嵌段聚合物的拉伸强度和断裂伸长率比线型聚合物均有明显提高,且在NCO/OH摩尔比为1.2/1时达到最大,分别为7.6 MPa和73%.多臂嵌段聚合物具有更高的玻璃化转变温度(Tg).通过原子力显微镜(AFM)表明,多臂聚丙烯酸丁酯-b-聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物形成了以聚丙烯酸丁酯链段为核,聚甲基丙烯酸甲酯为壳的核壳结构.具有核壳结构的多臂聚丙烯酸丁酯-b-聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物对聚甲基丙烯酸甲酯有明显的增韧作用.     

苯基次磷酸盐离聚物/聚磷酸铵协效阻燃增韧改性聚乳酸

通过将双端羟基的聚己内酯(PCL)、聚乳酸(PLA)预聚物以及苯基次磷酸离子盐扩链得到一种含苯基次磷酸盐的离子共聚物,将其与聚磷酸铵(APP)复合用于协同改性聚乳酸,离聚物中苯基次磷酸盐结构与APP具有优异的协同阻燃PLA的作用,同时该离聚物中PLA与苯基次磷酸盐结构有效提升了APP在PLA中的分散能力,最后该离聚物中PCL柔性链段有效改善了PLA的韧性,最终得到更高效阻燃性能且韧性也较好改善的PLA/PCLA-PIU/APP复合材料.一方面,离聚物中苯基次磷酸盐结构与APP协同有效促进了PLA的成炭,形成更连续致密的炭层从而阻隔可燃气体的释放,达到更好的阻燃效果.锥形量热、残炭的扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、拉曼光谱等测试证实了这一结果,与纯PLA以及仅使用APP的PLA/APP相比,PLA/PCLA-PIU/APP的热释放速率与总热释放均降低,同时残炭的石墨化程度更高,形成了更为致密的炭层.另一方面,力学性能测试结果表明,离聚物中PCL柔性链段的存在使得与APP复合改性后的PLA的韧性相比纯PLA和PLA/APP有较大的提升;SEM测试表明,离聚物中PLA与苯基次磷酸盐结构起到增容作用,提升了APP在PLA中的分散性.     

橡胶／纳米无机粒子增韧增强环氧树脂的研究

综述了当前环氧树脂增韧增强改性的研究现状,详细介绍了弹性体增韧环氧树脂、无机纳米粒子改性环氧树脂、粘土改性环氧树脂、纳米SiO2改性环氧树脂以及弹性体／无机纳米粒子协同增韧增强环氧树脂的机理和实验方法。并对其实验结果进行了分析比较。     

WC-ZrO2复合陶瓷显微结构对力学性能的影响

通过调整烧结温度,采用热压烧结方式制备了复合陶瓷刀具材料WC-ZrO2.利用透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)观察烧结前粉末的分散状态和烧结后试样的显微结构,并对其力学性能进行了测试.试验结果表明,材料在晶粒大小分布范围较小、孔隙率较低、晶界连接较为紧密情况下,力学性能较好.XRD研究发现,烧结过程中有大量四方相ZrO2产生,在冷却过程中有部分单斜相ZrO2出现,说明材料内部产生了相变增韧,促使材料断裂方式从初始的沿晶断裂逐渐过渡到同时有沿晶断裂和穿晶断裂的混合断裂模式.研究得出:材料主要的增韧方式为相变增韧,同时伴有裂纹偏转及分叉等辅助增韧.     

超声波作用下离子交换改性水滑石对PP性能的影响

采用超声波离子改性水滑石,并将其添加在等规聚丙烯材料中。运用X射线衍射仪技术(XRD)、傅里叶红外光谱(ATIR)、差示扫描量热(DSC)、偏光显微镜(POM)、扫描电镜(SEM)等方法测试表征了水滑石通过超声离子改性前后对等规聚丙烯材料结构的影响。结果表明,超声离子改性的水滑石能扩大水滑石层间距,促进和增加改性基团的插层率,能改善其在等规聚丙烯中的分散性,对等规聚丙烯起到明显的异相成核作用,细化其晶粒,同时能够增强和增韧等规聚丙烯材料。     

金属玻璃基复合材料的变形行为及本构关系研究综述

金属玻璃及其复合材料因其优良的力学性能而具有良好的应用前景,相关研究方兴未艾. 本文主要总结国内外的研究成果并结合本课题组的最新研究工作,针对块体金属玻璃基复合材料的变形行为、增韧机理和本构关系研究现状进行较为全面的综述. 首先,对近几十年来在块体金属玻璃基体材料的变形行为与失效机理以及本构关系研究方面的丰硕成果进行简要回顾. 其次,从实验研究和数值模拟两方面,重点对金属玻璃基复合材料的变形行为与失效机理研究成果进行介绍,总结了金属玻璃基复合材料的塑性变形、增韧机理及影响因素. 然后,对金属玻璃基复合材料的本构关系研究最新进展进行评述,重点介绍了均匀化方法在该领域的应用. 作为代表,较为详细地介绍了作者新近提出的一个二次均匀化的方法,并在此基础上,结合纳米孔洞作为自变量的失效判据而建立了本构模型,该模型对金属玻璃基复合材料的变形和失效行为进行了合理预测. 最后,对该领域的研究现状进行简单的总结,并对未来的研究问题进行展望.      

pH值对Mg2(OH)2CO3·3H2O晶须生长机制的影响

研究了pH值对Mg2 (OH) 2CO3·3H2O晶须生长过程的影响.发现在较低的pH值下Mg2(OH)2CO3·3H2O易于形成空心管状的晶须,而在较高的pH值下则易形成层板状的晶须.结合拉曼光谱,利用负离子配位多面体生长基元模型分析了管状Mg2 (OH) 2CO3·3H2O晶须生长过程.     

有机硅改性环氧树脂的新进展

热固性环氧树脂材料具有良好的物理、化学等诸多优异性能,对于金属和非金属材料的表面都具有优异的粘接强度,可用于浇注、浸渍、层压、粘接剂、涂料等,用途十分广泛。由于环氧树脂材料存在脆性大,抗冲击性差、耐热性差等缺点,科研工作者对环氧树脂进行了大量的改性研究并取得了丰硕的成果。有机硅化合物改性环氧树脂在提高其热氧稳定性、韧性以及耐烧蚀性能等方面具有独特的优势,近年来,研究人员利用功能性有机硅化合物或聚合物在环氧树脂进行改性方面,开展了反应共聚改性、作为交联剂固化改性、与环氧树脂共混/交联改性、增容改性、互穿聚合物网络(IPN)、引入阻燃剂结构改性以及微纳米复合改性等方面的研究,取得了很多新的成果。本文旨在总结上述各种有机硅改性环氧树脂研究的新进展,并预测了有机硅改性环氧树脂材料的潜在应用和发展方向。     

ABS树脂研究进展

聚(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)三元共聚物即ABS树脂具有优异的机械性能、热稳定性能、耐化学性能、美学性能和加工性能等因而被广泛应用。本文综述了国内外ABS树脂的生产工艺和制备方法,指出了连续本体聚合法具有优势,但仍要与乳液聚合法长期竞争、共存,并重点阐述了ABS树脂的增韧改性用橡胶品种及其增韧机理,最后讨论了仪器化冲击试验机在高分子材料尤其是在ABS领域中的应用状况及前景,指出将显微技术与仪器化冲击手段结合可深层次地评价树脂材料的动态断裂过程与机理。     

还原氧化石墨烯增强碳化硼陶瓷的制备与表征

采用球磨混合、雾化造粒方法制备了氧化石墨烯/碳化硼(GO/B₄C)复合粉体,并将其在2 100 ℃和30 MPa压力下真空热压,得到了还原氧化石墨烯/碳化硼(rGO/B₄C)复合材料,使用扫描电镜(SEM)、热重分析(TG)和X射线衍射(XRD)等表征方法和三点弯曲法以及排水法等测试方法对复合材料进行表面相分析和力学性能表征,研究了GO添加量对rGO/B₄C复合材料的弯曲强度和断裂韧性等力学性能的影响。结果表明,将稳定分散的GO/水悬浮液逐步加入到球磨中的B₄C浆料中,可以得到混合均匀的GO/B₄C复合粉体。在粉末浆料中加入质量分数为1.5%的GO, rGO/B₄C复合材料的弯曲强度和断裂韧性分别为535 MPa和5.2 MPa·m^1/2,分别比B₄C陶瓷提高了72.6%和136%,有利于碳化硼陶瓷在军事防护领域的应用。并从石墨烯拔出、裂纹偏转和桥接等方面解释了rGO/B₄C复合材料的增韧机理。