气相白炭黑和微米铜粉对铜/低密度聚乙烯/硅橡胶复合材料力学性能的影响

采用注射成型法制备铜/低密度聚乙烯/硅橡胶复合材料,运用均匀设计法研究气相白炭黑和微米铜粉用量对复合材料拉伸强度、断裂伸长率和邵氏硬度等力学性能的影响,对实验数据进行回归拟合,建立回归方程,为优化复合材料力学性能提供依据.结果表明：复合材料的拉伸强度和断裂伸长率均随着微米铜粉用量的增加而降低,随着气相白炭黑用量的增加而先升高后降低,但使这两个性能指标最优的最佳用量值并不相同;复合材料的邵氏硬度随气相白炭黑和微米铜粉用量的增加而不断增大,并且气相白炭黑和微米铜粉对邵氏硬度具有明显的交互效应.     

纳米铜粉/PP复合材料的流变性能及动态力学性能研究

将纳米铜粉经硅烷偶联剂KH550处理后,按不同的配比与聚丙烯(PP)混合,经螺杆挤压制得纳米铜粉/PP复合材料,研究了纳米铜粉在PP复合材料中的分散性以及PP复合材料的流变性能和动态力学性能。结果表明:经改性后的纳米铜粉均匀分散在PP中;纳米铜粉/PP复合材料为非牛顿假塑性流体;在低剪切速率下,复合材料熔体的黏度高于纯PP的,随着纳米铜粉的含量增加,复合材料体系的表观黏度增大,高剪切速率时,纳米铜粉的添加量对复合材料的流动性能影响较小;当复合材料体系中纳米铜粉的质量分数小于或等于0.5%时,其熔体流动性能提高,储能模量小于纯PP的,当纳米铜粉质量分数大于0.5%时,其储能模量提高并高于纯PP的。     

改性聚醚醚酮复合材料在齿轮上的应用

用液晶聚合物（TLCP）、碳纤维（CF）、铜粉、MoS2等添加剂对聚醚醚酮（PEEK)进行改性，制备了改性PEEK复合材料，讨论了各添加剂对改性PEEK性能的影响，并用来制造发动机机油泵齿轮。结果表明，用TLCP、CF等改性的PEEK可提高PEEK的强度和耐磨性，并改善加工性，该复合材料能满足机油泵类齿轮的使用要求。     

聚四氟乙烯基减摩复合材料配方优化

以聚四氟乙烯为主体材料，加入石墨、铜粉、碳纤维等粉末作为填充剂，进行减摩复合材料配方优化设计。采用均匀设计法确定了聚四氟乙烯基减摩复合材料各配料实验点的分布，用样条函数对均匀设计法所设计配方得出的摩擦因数进行拟合，找出配料与摩擦因数的关系，建立配方优化拟合曲线，最后在拟合曲线上选取具有代表性的试验点进行验证试验，达到优化的目的。试验结果表明：配方中单独添加铜粉或石墨时，减摩复合材料的摩擦因数均较高，说明石墨和铜粉必须配合使用；当铜粉和石墨各为30份时，及铜粉为60份，石墨为15、25、30份时，材料的摩擦因数在整个配方体系中均较低；得到的配方优化拟合曲线趋势符合实际，可以用于指导生产。     

热塑性聚氨酯／纳米铜复合材料的制备与表征

选择热塑性聚氨酯（PU）为基体材料,用自制纳米铜颗粒代替铜丝或铜管等块体铜,采用机械共混的方法制备了一种全新的宫内节育器（IUD）材料——聚氨酯／纳米铜复合材料,并采用红外光谱（FFIR）分析、X射线衍射（XRD）分析、扫描电镜分析（SEM）、力学性能测试、热重分析等表征方法对自制纳米铜粉和复合材料的结构及性能进行了表征。结果表明,利用液相还原法成功制备了纳米级铜粉,聚氨酯／纳米铜复合材料的拉伸强度、撕裂强度随着纳米铜含量的增加略有增加,热稳定性随着纳米铜含量的增加稍有降低,为下一步复合材料铜离子的可控释放研究工作提供了很好的基础。     

镀银铜粉的聚合物PTC复合材料的研究

采用置换反应方法在铜粉表面镀银,用XRD、SEM表征镀银铜粉结构,柱塞式测试装置评价镀银铜粉的导电性。把镀银铜粉与高密度聚乙烯熔融复合制备PTC复合材料,然后进行电阻—温度曲线测试。结果表明,含银15%的镀银铜粉即具有良好的导电性,当镀银铜粉的填充质量为82%时,复合材料的室温电阻率仅有2.77Ω.cm,PTC强度高达8.4个数量级,NTC效应也较为显著。     

偶联剂对铜粉/纸/塑/铝电磁屏蔽材料弯曲性能的影响

以铜粉、利乐包装废弃物、高密度聚乙烯(HDPE)等为主要原材料,并使用偶联剂硅烷偶联剂(KH550)和钛酸酯偶联剂(NDZ401),通过溶液处理法(湿混合)和直接加入法(干混合)对铜粉进行预处理,进一步制备了铜粉填充纸/塑/铝复合电磁屏蔽复合材料。研究了在湿混合和干混合条件下,两种偶联剂的含量对复合材料弯曲性能的影响。结果表明,在KH550干混用量为2.0%、NDZ401干混用量为1.5%～2.0%条件下,材料的弯曲模量和弯曲强度最好;由红外分析推断,偶联剂的亲水端在溶液中均完全水解与铜粉反应,而另一端与基体直接或间接产生物理性缠绕或化学反应。     

石墨/铜粉改善双马来酰亚胺复合材料摩擦性能

采用层压成型制备了2类改性双马来酰亚胺纤维复合材料,分别考察了石墨、铜粉的用量对纤维复合材料摩擦性能(摩擦系数,磨损率)和力学性能的影响,并用扫描电镜对复合材料的磨损表面形貌进行了分析。结果表明:石墨对改善双马来酰亚胺的摩擦磨损性能较铜粉更有效。石墨的质量分数为3%时,复合材料的摩擦磨损性能和力学性能达到最佳。     

铜电极与碳纤维/环氧复合材料粘接研究

研究铜电极与碳纤维/环氧复合材料的粘接工艺,比较铜的表面处理方法对于粘接强度和导电性的影响,并验证粘接的可靠性.首先分别用机械打磨、化学表面处理、表面电镀方法对铜片进行处理,然后通过铜粉导电胶与碳纤维/环氧复合材料粘接,测试粘接强度及电阻率,再通过湿热老化实验,对粘接的可靠性进行比较.测试结果表明,经化学表面处理的铜片与碳纤维/环氧复合材料粘接强度达到1.34 MPa,老化后强度保留率为76%;电阻率为4.19 Ω*m,老化后电阻率增加率为4.8%.从而确定化学表面处理方法得到的粘接强度和导电效果较佳.     

超硬磨具用环氧树脂胶粘剂粘接强度影响因素的研究

研究了陶瓷结合剂超硬磨具用CH型环氧树脂胶粘剂固化比、温度和添加铜粉改性对胶粘剂粘接强度的影响.结果表明:A(环氧树脂):B(固化剂)的不同配比显著影响粘接强度,A:B=2:3或3:2时,其强度达到最大.随温度上升,粘接强度逐渐下降,当温度上升到125℃时其粘接强度仍能达到10MPa.添加铜粉改性后,胶粘剂粘接强度随着铜粉的增加先增加后下降,当铜粉含量为5wt%时,其强度最大,比不改性的胶粘剂粘接强度提高约25%.     

Cu-SiC磨具制备及其性能表征

笔者描述了铜-碳化硅磨具的制备过程,采用热压成形法制备了Cu-SiC磨具。该磨具主要由铜粉、酚醛环氧树脂和碳化硅磨料组成。研究了树脂、碳化硅与辅助磨料的种类、组成对磨具性能的影响。结果表明:当加入适量铜粉,复合材料磨损率会下降、耐磨性能会提高,被磨削表面不易出现凹痕、孔洞;但是铜粉添加过量时,磨具磨损率会增加。较佳配方组成为:35wt%树脂、45wt%碳化硅、15.56wt%铜粉、4.44wt%白刚玉。     

铜对碳纤维/酚醛树脂受电弓滑板材料的性能影响

采用热压烧结法制备了碳纤维织物/酚醛树脂(PE)受电弓滑板复合材料,研究了Cu对碳纤维织物/PE受电弓滑板复合材料的电阻率、密度和力学性能的影响。采用万能材料试验机、电阻测试仪测试了复合材料的力学性能和电学性能,用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)分析测试手段对材料的组成结构及断口微观形貌等进行了测试和表征。结果表明,铜粉经高温烧结后呈连续三维网状结构,这种结构与碳纤维织物协调作用,阻止裂纹扩展,提高了复合材料的力学性能;当铜含量为40%时,复合滑板材料的综合性能最优:电阻率降至22.1μΩ.m;弯曲强度和压缩强度分别提高至61.8MPa和29.6MPa;冲击韧性达到12.7 J/cm3。     

铜及其氧化物填充UHMWPE力学、摩擦学性能研究

在超高分子量聚乙烯(UHMWPE)中分别填充铜粉、氧化铜粉和氧化亚铜粉,用万能材料试验机、摩擦磨损试验机等研究了三种填料对UHMWPE复合材料力学性能和摩擦磨损性能的影响,利用扫描电子显微镜对几种材料的磨损表面进行了观察和分析。结果表明,在填料添加量相同时,铜粉的减摩耐磨效果最好,氧化铜粉的减摩耐磨效果次之,氧化亚铜粉的减摩耐磨效果最差;以体积分数25％的铜粉填充的UHMWPE复合材料,具有良好的力学性能和摩擦学性能,是一种有应用前景的聚合物基减摩抗磨材料。     

高剥离强度导热结构胶膜的研究

将铜粉做为导热填料通过混炼的方式填充到高强度的环氧基结构胶膜中,改善了结构胶膜的导热性能。重点研究了铜粉粒径和铜粉加入量对结构胶膜的力学性能和导热性能的影响。结果表明,树脂基体与400目铜粉质量比为1∶3时,结构胶膜热导率增加至5.1倍,室温剪切强度为30.3MPa,150℃剪切强度为8.5MPa,90°剥离强度为4.2N/mm。     

利用PCB碱性蚀刻废液制备纳米铜导电胶

以碱性蚀刻废液为原料,采用液相还原法制备了纳米铜粉,将制备的纳米铜粉作为导电填充料添加到环氧树脂中制备出纳米铜导电胶。研究了纳米二氧化硅、硅烷偶联剂KH570和纳米铜粉的添加量对导电胶剪切强度以及纳米铜粉添加量对导电胶体积电阻率的影响,探讨了环氧树脂与固化剂聚酰胺适宜的反应时间。实验结果表明,所制备的铜粉为球状,粒径在40～100nm之间;当环氧树脂与固化剂聚酰胺树脂650的质量比为4∶1,纳米二氧化硅、硅烷偶联剂和纳米铜粉的加入量分别占环氧树脂–聚酰胺树脂体系质量的1.5%、4.0%和70%时,在90°C下固化1.0h,可以制备出体积电阻率为3.05×10-3Ω·cm、剪切强度达8.04MPa的导电胶。     

不同填料对聚乳酸复合材料导热及结晶行为的影响

通过熔融挤出法制备了分别由铁粉（Fe）、铜粉(Cu)、铝粉(Al)和氧化铝(Al2O3)粉4种导热填料填充的聚乳酸（PLA）复合材料,研究了填料种类、用量对复合材料的热导率、固化以及结晶行为的影响。结果表明,其中添加10 % (质量分数,下同)Fe可使复合材料的热导率提高90 %,10 % Al2O3的加入使冲击强度提高55 %,填料种类和用量对肖氏硬度(A)没有显著影响;随着填料用量的增加,复合材料的结晶速率明显提高,添加5 %填料可使复合材料结晶速率平均提高83 %,而添加10 %的填料时结晶速率仅提高79 %。     

导电型丙烯酸酯压敏胶的研制

以丙烯酸酯树脂为基体、表面处理过的铜粉为导电填料,制备了导电丙烯酸酯PSA(压敏胶)。测定了铜粉的元素组成,研究了不同含量、不同粒径的铜粉对导电PSA性能的影响。研究结果表明:当w(不同粒径的铜粉)≈50%(相对于PSA质量而言)时,导电PSA的体积电阻率迅速下降,即达到了"渗流阈值";铜粉粒径越小,导电PSA的"渗流阈值"越低;随着铜粉粒径的不断减小,导电PSA的剪切强度增大,但T型剥离强度变化不大。     

热塑性聚酰亚胺复合材料导热性能研究

采用稳态热板法测定铜粉（Cu）填充热塑性聚酰亚胺（TPI）复合材料的热导率，研究了Cu填充量对复合材料的力学性能和导热性能的影响，初步探讨了温度与复合材料热导率的关系。通过扫描电子显微镜观察了复合材料的微观形态。在此基础上，理论计算复合材料热导率。研究表明，Cu填充TPI可有效提高复合材料力学性能和导热性能。当Cu体积分数提高到26％时，填料聚集形成导热链，Cu／TPI复合材料的热导率是纯TPI树脂的3．5倍；当填料含量低于10％时，Maxwell—Eucken模型适合预测复合材料热导率；基于导热链考虑的Y．Agan模型可较好地反映复合材料热导率随填料含量的变化情况；随着温度的升高，Cu／TPI复合材料热导率先增大后趋于平缓。     

加工条件对PP/芳纶复合材料横向拉伸性能的影响

对单向聚丙烯／芳纶纤维复合材料的横向拉伸性能进行了研究，讨论了压制时间、成型温度、成型压力，以及芳纶纤维的体积含量等对复合材料体系横向拉伸强度的影响。结果发现，随着压制时间、成型温度的增加，复合材料体系的横向拉伸强度提高；随成型压力的提高，复合材料的横向拉伸强度先升后降。此外，复合材料的横向拉伸强度随着芳烃纤维体积含量的增加而大幅度降低。     

PA6/SANMAH/GF复合材料的制备及其性能研究

采用双螺杆挤出机通过熔融共混制备了尼龙6／（苯乙烯／丙烯腈／顺丁烯二酸酐）共聚物／玻璃纤维（PA6／SANMAH／GF）复合材料，测试了材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲弹性模量、缺口冲击强度、热变形温度、吸水率、熔点和熔融焓，并与GF增强PA6（PA6／GF）复合材料和GF增强PA6／（苯乙烯／丙烯腈）共聚物（PA6／SAN／GF）复合材料进行了性能对比。结果表明，在PA6与SANMAH的质量比为100：3—30时，PA6／SANMAH／GF复合材料的拉伸强度与PA6／GF复合材料相当，但高于PA6／SAN／GF复合材料，弯曲强度和弯曲弹性模量高于PA6／GF和PA6／SAN／GF复合材料．缺口冲击强度高于PA6／GF复合材料，但低于PA6／SAN／GF复合材料；在PA6与SANMAH的质量比为100：40时，PA6／SANMAH／GF复合材料的拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度明显降低；在整个试验范围内，PA6／SANMAH／GF复合材料的热变形温度比PA6／GF和PA6／SAN／GF复合材料低4～7℃；吸水率随着SAN-MAH用量的增加而逐渐减小。