废旧聚甲醛/改性竹纤维复合材料的力学性能研究

采用碱(NaOH)、硅烷偶联剂(KH560)、异氰酸酯(IPDI)等不同处理方法对废旧聚甲醛/竹纤维（POM/BF）复合材料的界面进行调控,研究了竹纤维改性方法和竹纤维含量对复合材料力学性能的影响。结果表明,NaOH+IPDI和NaOH+KH560能够实现对复合材料界面的调控,利用NaOH+2 %IPDI对BF进行处理后,POM/BF复合材料［BF为20 %（质量分数,下同）］的弯曲强度增加了13.38 %,拉伸强度为50.36 MPa;利用NaOH+5 %KH560对BF进行调控处理后,POM/BF复合材料的弯曲强度增加了12.61 %,拉伸强度为46.87 MPa;NaOH+2 %IPDI对BF的处理具有更好的效果,BF含量为20 %时复合材料的力学性能最佳。     

HGB表面改性及粒径分布对ABS/HGB性能影响

研究空心玻璃微珠(HGB)的表面改性和粒径分布对丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)/HGB复合材料力学性能的影响.结果表明:HGB的表面改性可以提高ABS/HGB复合材料的拉伸、弯曲和冲击强度;硅烷偶联剂KH550的改性效果优于KH560的;粒径分布窄的HGB填充ABS复合材料具有较高的拉伸、弯曲和冲击强度.     

KH560改性双组分室温固化环氧结构胶的制备与性能

将γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)与环氧树脂(EP)预反应,采用黏度计、万能电子材料试验机、红外光谱、差示扫描量热仪,考查了KH560含量对EP/改性聚酰胺室温固化环氧结构胶性能的影响。结果表明,KH560含量从0增加至9质量份(每100份EP中加入量)时,胶体拉伸强度从51 MPa降低至36.5 MPa;压缩强度从79.7 MPa降低至53 MPa;粘接强度从8.7 MPa增至11.7 MPa。同时,固化物的热稳定性也有一定程度提高,未改性及9份KH560改性的EP固化物50%热失重的温度分别为382.1℃与403.6℃。     

氧化铝/环氧树脂/聚氨酯导热复合材料的制备及表征

采用硅烷偶联剂KH550对氧化铝表面进行改性,并以改性氧化铝为导热填料,以环氧树脂为基体树脂,自制的聚氨酯预聚体为柔性改性剂,制备了氧化铝/环氧树脂/聚氨酯导热复合材料。采用红外光谱对KH550改性氧化铝的结构进行了表征,探讨了影响复合材料热导率的主要因素,研究了改性氧化铝用量对复合材料力学性能的影响,并利用扫描电镜对复合材料的微观结构进行了观察。结果表明,KH550已通过化学键接枝在氧化铝表面。随着KH550改性氧化铝用量的增加,复合材料的拉伸强度逐渐增大,而导热率和断裂伸长率呈现先上升后下降的趋势。当改性氧化铝的用量为150 phr时,复合材料的导热率达到最大值0.66 W/(m·K),拉伸强度和断裂伸长率分别为37.2 MPa和1.62%。随着m(PUA)/m(EP)的增大,复合材料的导热率相应下降,适宜的m(PUA)/m(EP)为15/85。     

多壁碳纳米管/有机硅改性环氧树脂复合材料的研制

以有机硅改性EP(环氧树脂)为聚合物基体、经强碱处理及硅烷偶联剂表面改性的MWCNTs(多壁碳纳米管)为功能性填料,采用原位聚合法制备了MWCNTs/有机硅改性EP复合材料。研究结果表明:经表面改性处理后的MWCNTs可在聚合物基体中良好分散,当w(MWCNTs)=0.6%(相对于有机硅改性EP质量而言)时,复合材料的拉伸强度(86.03 MPa)、弯曲强度(154.07 MPa)相对最大,并且比表面未改性的MWCNTs体系分别提高了17.12%、8.19%。     

影响中空玻璃微珠填充PS复合材料性能的因素

研究了中空玻璃微珠的表面改性和粒径分布,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体(SBS)的加入对聚苯乙烯(PS)/中空玻璃微珠复合材料力学性能的影响.结果表明:硅烷偶联剂KH550对中空玻璃微珠的表面改性效果优于KH560;粒径分布窄的中空玻璃微珠填充PS复合材料具有较高的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度:SBS的加入可以提高复合材料的力学性能,尤其可以大幅提高简支梁缺口冲击强度.     

玄武岩纤维增强高密度聚乙烯的力学性能

玄武岩纤维(BF)未经改性处理和经硅烷偶联剂(KH–550和KH–570)进行处理后,添加到高密度聚乙烯(PE–HD)基体树脂中,增强PE–HD的力学性能,用傅立叶变换红外光谱和扫描电子显微镜对硅烷偶联剂处理的BF进行表征,同时,用SEM观察BF增强PE–HD复合材料的拉伸断面。结果表明,随着未经改性处理BF添加量增加,PE–HD复合材料的拉伸强度、弯曲强度逐渐提高,当添加量达到30%时,拉伸强度达到45.5 MPa,提升79.1%;弯曲强度达到41.3 MPa,提升118.9%。经KH–550和KH–570处理的BF添加量达到20%时,PE–HD复合材料的拉伸强度均达到45 MPa以上,其后随着BF添加量继续增加,拉伸强度变化不大,而弯曲强度随BF添加量的增加逐渐增大。当BF添加量达到30%时,BF改性与否对PE–HD复合材料的力学性能的影响不大。当改性BF添加量为5%~15%时,KH–550改性的PE–HD复合材料的力学性能较KH–570改性的高;当改性BF添加量为20%,25%时,KH–570改性的PE–HD复合材料的力学性能较KH–550改性的高。     

石英粉表面处理对硅树脂复合材料性能的影响

分别以六甲基二硅氮烷(HMDS)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH 570)、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH 560)、正十二烷基三甲氧基硅烷(WD-10)为改性剂,对2种粒径的石英粉进行表面改性,然后用于制备硅树脂复合材料。研究了石英粉用量、配比和改性剂种类对硅树脂复合材料性能的影响。结果表明,随着石英粉用量的增加,硅树脂复合材料的螺旋流动长度减小,当325目与3000目石英粉按质量比1∶1复配时材料弯曲强度最高。HMDS、KH 570、KH 560改性石英粉制得的硅树脂复合材料相较于未改性弯曲强度有所提升,吸水率下降。WD-10改性石英粉制得的硅树脂复合材料吸水率大幅下降,降幅最大为42. 91%。硅烷改性降低了石英粉表面极性,硅烷改性石英粉制备的硅树脂复合材料体积电阻率均升高,升幅最大为50%。     

钛酸钾晶须增强不饱和聚酯树脂的力学性能

应用硅烷偶联剂、硬脂酸和钛酸酯偶联剂对钛酸钾晶须(PTW)进行表面处理,考察了偶联剂种类和钛酸钾晶须用量对不饱和聚酯树脂(UP)/PTW复合材料力学性能的影响,用扫描电子显微镜观察了纯UP及UP/PTW复合材料的断面形貌。结果表明,用3种偶联剂表面改性的PTW能够显著提高UP的力学性能,其中以硬脂酸为最好。经过硬脂酸表面改性的PTW能够较好地分散在树脂基体中,当硬脂酸表面改性的PTW质量分数为2.5%时,UP/PTW复合材料的拉伸强度和冲击强度分别提高约57%和39%。     

双层包覆改性碳酸钙在高填充聚酯中的应用

以聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯(PBAT)树脂为基材,以50%表面改性的CaCO3为填充物制备出高填充复合材料。通过对CaCO3表面改性剂的种类以及复配研究,采用双层包覆技术制备出力学性能较好的高填充全生物降解复合材料。采用0.5%KH560和0.5%钛酸酯102双层包覆法表面改性碳酸钙,制备成复合材料拉伸强度达到20.28 MPa,相对于未改性的复合材料拉伸强度提高了39%,相对于单层KH560和钛酸酯102表面改性技术制备成的复合材料拉伸强度分别提高了16.8%和26.6%。并通过动态流变学的Cole-Cole理论研究了不同改性方法在PBAT/CaCO3复合材料中对两相间相容性以及弹性模量的影响,为高填充复合材料的开发与应用奠定了基础。     

不同改性剂对PE–LLD/纳米ZnO复合抗菌薄膜性能的影响

将纳米氧化锌(ZnO)粉体分别用硅烷偶联剂(KH–560,KH–570)、硬脂酸、钛酸酯偶联剂NDZ–105四种改性剂进行表面改性处理,将改性处理后的纳米ZnO粉体分别与线型低密度聚乙烯(PE–LLD)熔融共混,然后采用向上吹塑成膜法制得PE–LLD/改性纳米ZnO复合抗菌薄膜。通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)测试和活化指数分析,研究了四种不同改性剂对纳米ZnO的改性效果,利用贴膜抗菌法和力学性能测试法研究了四种不同改性剂对复合薄膜抗菌性能和力学性能的影响。结果表明,钛酸酯偶联剂和硬脂酸的改性效果均较好且二者的测试结果基本相同;当纳米ZnO含量为0.6%时,经过钛酸酯偶联剂和硬脂酸改性后的纳米ZnO制得的复合薄膜对大肠杆菌的抗菌性能分别为90.9%和90.6%,具有抗菌作用;且两种复合薄膜对应的拉伸强度、撕裂强度、断裂标称应变(横向/纵向)分别为36.2 MPa/38.9 MPa,124 MPa/118 MPa,1 145%/692%和36.2 MPa/38.0 MPa,120 MPa/115 MPa,1 143%/680%,较纯PE–LLD薄膜分别提高29.3%/14.4%,14.8%/19.2%,17.4%/11.6%和29.3%/11.8%,11.1%/16.2%,17.2%/9.7%。     

PBAT/木粉复合材料的制备

以木粉和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)为原料,添加硅烷偶联剂,混合均匀后,在开炼机中混炼一定时间制备PBAT/木粉复合材料,从偶联剂种类及其用量、加工温度、加工时间4个方面探讨了制备PBAT/木粉复合材料的最佳工艺条件。研究结果表明,加入的硅烷偶联剂KH–560用量为木粉和PBAT总质量的2%,与木粉和PBAT在130℃下混炼10 min,制备出的PBAT/木粉复合材料的相容性较好,且复合材料的拉伸性能达到最优,拉伸强度和断裂伸长率分别达到12.42 MPa和56.58%。SEM分析表明,添加KH–560后,PBAT/木粉的相容性得到了明显改善,耐水性更好,吸水率从13.04%下降到10.39%,制备出的PBAT/木粉复合材料的耐热性能较原料木粉也得到了较大的提高,在395℃时仅分解40%。     

不同增容剂对玻璃纤维增强聚甲醛复合材料性能的影响研究

采用硅烷偶联剂γ?氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、γ?(2,3?环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH560)和高分子増容剂M分别对玻璃纤维增强聚甲醛复合材料(POM/GF)进行增容改性,并通过力学性能测试、扫描电子显微镜、旋转流变仪以及差示扫描量热仪探究增容剂类型及其含量对POM/GF复合材料的力学性能、界面形貌、流变行...     

PTFE-纳米粒子复合材料的制备及性能研究

使用硅烷偶联剂KH560对纳米Si3N4和Al2O3进行了改性,随后将其分别填充到PTFE树脂中制备了PTFE-纳米粒子复合材料,研究了不同KH560含量对复合材料密度、硬度,力学性能及摩擦磨损性能的影响。结果表明,纳米Si3N4经质量分数6%的KH560改性后,填充制备的PTFE复合材料其拉伸强度、断裂伸长率与未经改性纳米Si3N4填充复合材料相比,磨耗量高、硬度低,但密度、摩擦系数等相差不大;纳米Al2O3分别经质量分数4%的KH560改性后,对应复合材料的拉伸强度和断裂伸长率大于未改性纳米Al2O3填充复合材料,但密度、硬度、磨耗量及摩擦系数等相差不大。     

聚丙烯/鳞片石墨导热复合材料的制备及性能

以聚丙烯(PP)为基体,鳞片石墨(FG)为填料,通过添加偶联剂、开炼机混炼、模压成型的方法,制备了具有较高热导率和优良力学性能的PP/FG导热复合材料。考察了硅烷偶联剂的品种及用量、FG的粒径及含量对复合材料热导率和力学性能的影响。结果显示,使用偶联剂处理的FG对复合材料的力学性能具有一定的增强作用,但是材料的热导率降低;当KH 550添加量为FG含量的1%时,材料的力学性能最好;随着FG粒径的增大,材料的热导率明显提高,力学性能相应下降,粒径为17μm的FG与148μm的FG制备的复合材料相比,热导率提高了52.3%,拉伸强度和弯曲强度分别由34.4 MPa和51.5 MPa下降到25.1 MPa和43.0 MPa;随着FG含量的增加,材料的热导率增大,当17μm的FG含量为70%时,材料的热导率是纯PP的22.1倍,拉伸弹性模量和弯曲弹性模量也随之增大,断裂拉伸应变和断裂弯曲应变减小,拉伸强度和弯曲强度先减小后增大,并且在FG含量为20%时降到最低。     

PVC/粉煤灰复合板的性能研究

分别针对粉煤灰表面改性剂的种类、改性剂的用量以及粉煤灰的含量,对聚氯乙烯(PVC)/粉煤灰复合板性能的影响开展了研究.结果表明:在KH550、KH560、KH570、钛酸四丁酯和硬脂酸钙几种表面改性中,只有KH550同时使PVC/粉煤灰复合板的拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度增大.而KH550质量分数为1.5%时,复合板的综合力学性能最好,拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度分别增加了32.5%、28.3%和55.8%.此外,粉煤灰质量分数为10%时,复合板的综合力学性能最好,拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度分别增加了2.2%、33.3%和69.3%.     

表面处理对铝合金粘接修理性能的影响

GFRP粘接修复损伤铝板,粘接前对损伤铝合金表面采用不同浓度的硅烷偶联剂KH550、KH560进行处理,以未经偶联剂处理的铝板为对照组,通过拉伸试验与湿热试验研究偶联剂处理对修复效果的影响。试验结果表明:两种偶联剂KH550、KH560处理铝合金效果相当,铝板表面经1%~2%浓度的偶联剂溶液处理不仅有较高的初始强度,而且耐湿热性能也得到提高;湿热处理使不同表面处理的修理试样力学性能发生明显下降,同时,湿热环境对铝板-胶层之间粘接界面的渗透破坏要强于其对胶层-GFRP之间的界面破坏,铝板-胶层界面粘接强度的下降是引起试样性能下降的主要原因。