不同含量POE增韧竹塑复合材料的力学和动态力学性能

为研究增韧剂聚烯烃弹性体(Polyolefin elastomer,POE)对竹粉/高密度聚乙烯复合材料(竹塑复合材料,BPC)的增韧作用,制备了高性能竹塑复合材料。在竹塑复合材料中分别添加不同含量的 POE 制备试样,对制备的试样进行力学性能测试和动态热力学分析。力学性能测试结果表明,随着 POE 含量的增加,竹塑复合材料的冲击强度明显增大,但拉伸强度和弯曲强度均减小,当 POE 含量为40%时,竹塑复合材料的冲击强度最好;动态热力学分析结果表明,随着 POE 含量的增加,竹塑复合材料的韧性增强,当 POE 含量为40%时,竹塑复合材料的韧性最强。     

马来酸酐接枝聚乙烯对稀土荧光竹塑复合材料性能的影响

为研究马来酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)对稀土荧光竹塑复合材料发光性能和力学性能的影响,利用荧光分光光度计、电子万能试验机、摆锤冲击仪和傅里叶红外光谱仪表征复合材料的发射光谱、力学性能和红外光谱,并利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)观察稀土荧光竹塑复合材料的拉伸断面的微观形貌。结果表明随着马来酸酐接枝聚乙烯的含量增加,稀土荧光竹塑复合材料的发光强度、弯曲强度、弯曲模量、冲击强度和拉伸强度均先增大后减小,PE-g-MAH的含量为6%时,复合材料的相对发光强度比未添加PE-g-MAH的稀土荧光竹塑复合材料提高43.02%,弯曲强度提高42.91%,弯曲模量提高37.97%,冲击强度提高119.44%,拉伸强度提高25.35%;场发射扫描电镜显示,马来酸酐接枝聚乙烯的含量增加,铝酸锶荧光粉在基体中分散更加均匀、团聚减少、界面结合改善;红外光谱(FTIR)分析显示,PE-g-MAH与竹粉、铝酸锶荧光粉的表面羟基发生了酯化反应并形成氢键连接。     

茶生物质/聚丙烯复合材料的制备与性能研究

为高值化利用茶产业剩余物资源,以废弃茶生物质(Tea biomass,TB)为填料,聚丙烯(Polypropylene,PP)为基体,采用密炼-注塑工艺制备了TB/PP复合材料,考察了茶生物质填料种类、处理方式及其添加量对复合材料结构、形态及性能的影响。实验结果显示,以茶树枝为生物质填料制备的复合材料力学性能最佳,茶梗次之,茶叶最差;茶梗填料经水煮和马来酸酐接枝聚丙烯增容处理后,复合材料的拉伸强度、弯曲强度、拉伸模量及弯曲模量分别提高了23.4%、9.0%、16.9%和13.9%。SEM图片显示茶梗填料与基体界面相容性提高。随茶梗填料用量的增加,复合材料的拉伸模量、弯曲模量逐渐增大,而拉伸强度及断裂伸长率缓慢下降,吸水率增加,热性能得到改善。当TS添加量为30%(质量分数)时,复合材料的拉伸强度比PP减小7.3%,但弯曲强度、弯曲模量及拉伸模量则分别提高11%、86.1%和54.7%。浸水80h后吸水率为0.89%。     

回收PP增韧性能的初步探索

选用马来酸酐接枝POE、POE和CPE三种助剂,探索其不同含量对回收PP增韧改性的效果。通过大量的试验、测试及微观形貌分析,研究了增韧剂含量与力学性能的关系。结果表明,在0-30%之间随着增韧剂用量的增加,回收PP的强度先提高后降低,韧性则不断提高;用25%马来酸酐接枝POE增韧回收PP综合效果最佳,其拉伸强度、弯曲强度和冲击韧性分别达到了40.77MPa、37.78MPa和24.7KJ/M2。     

硼酸锌含量对麦秸秆/PP复合材料耐霉菌腐蚀性能的影响

为探讨防霉剂硼酸锌对麦秸秆/聚丙烯(PP)复合材料耐霉菌腐蚀性能的影响,对添加不同含量硼酸锌的麦秸秆/PP复合材料进行了霉菌加速腐蚀实验。测试其腐蚀后的力学性能、颜色变化和吸水性,采用FTIR分析其官能团的变化,采用体视显微镜观察并分析复合材料表面霉菌生长情况及表面微观结构。结果表明:硼酸锌对麦秸秆/PP复合材料耐腐蚀性能有较好的改善作用,硼酸锌最佳添加量为2wt%,麦秸秆/PP复合材料腐蚀后表面霉菌生长较少,其弯曲强度、弯曲弹性模量、拉伸强度和冲击强度比不添加硼酸锌分别提高6.5%、50.2%、6.8%和11.1%,吸水率和色差值降低23.9%和30.7%。含量为2wt%的硼酸锌能够有效阻止霉菌菌丝腐蚀麦秸秆/PP复合材料的麦秸秆纤维素和半纤维素,而硼酸锌含量较高时会影响复合材料的界面,导致界面处麦秸秆纤维更易受霉菌腐蚀作用。     

PLA/GF/EVA复合材料的制备及性能研究

通过挤出共混的方式制备了玻璃纤维增强聚乳酸复合材料,并采用EVA对该复合材料进行了增韧改性;系统研究了玻璃纤维添加量、增韧剂用量等对复合材料机械性能的影响规律,并结合扫描电子显微镜等仪器对其增强及增韧改性的机理进行了研究.结果表明:在一定的添加范围内,EVA不仅可以改善玻璃纤维增强聚乳酸复合材料的冲击性能,而且能显著提高复合材料的拉伸强度、弯曲强度等力学性能.     

增强竹塑复合材料力学性能的一种新方法

为了增强竹塑复合材料力学性能,在传统的偶联剂、温度、竹塑比等的影响因素下,再加入竹纤维来提高传统竹塑复合材料的力学性能。以聚丙烯(PP)为基体材料,运用热压工艺,研究了加入竹纤维对传统竹塑复合材料的力学性能的影响。以偶联剂用量、热压温度、竹粉比例、竹纤维用量为正交因素,用极差分析的方法确定影响材料力学性能的最优配方,结果表明,竹塑比为5:5,钛酸酯偶联剂用量1%,热压温度在190℃,竹纤维用量15g,复合材料冲击强度最大达25.26kJ·m-2,拉伸强度最大达27.81MPa,均优于传统复合材料。因此加入竹纤维能有效的提高复合材料的力学性能。     

微纳米SiO2/PP复合材料增强增韧的实验研究

为了研究无机刚性颗粒对通用塑料聚丙烯(PP)的力学性能的影响,采用熔融共混方法制备了经硅烷偶联剂A-151处理的SiO2/PP复合材料,并通过其缺口冲击、拉伸、弯曲试验和冲击断面的形貌观察,分析研究了微纳米SiO2颗粒大小、填充量、表面改性以及不同颗粒大小SiO2混合物对PP复合材料增韧、增强效果的影响.实验结果表明:纳米SiO2的加入可以同时改善其韧性、刚性和强度;填充量相同,颗粒越细,SiO2/PP复合材料的力学性能越好.SiO2经改性后填充到PP基体中,明显改善了颗粒在基体中的分散性及基体与颗粒之间界面结合性能,使复合材料的综合力学性能得到提高.不同颗粒大小的SiO2混合后填充到PP基体中,混合SiO2的协同效应使复合材料拉伸、弯曲性能进一步提高,对PP基体具有更好的增强效果,但其冲击性能下降.     

SPTW 对聚丙烯复合材料力学性能的影响

目的研究六钛酸钾晶须添加量的不同对聚丙烯复合材料力学性能的影响。方法采用硅烷偶联剂KH550改性六钛酸钾晶须(SPTW),利用熔融共混法,将改性过的六钛酸钾晶须与聚丙烯(PP)、马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)熔融共混制得PP/PP-g-MAH/SPTW复合材料。结果比较不同含量的六钛酸钾晶须对复合材料力学性能的影响,发现添加适量改性过的六钛酸钾晶须可明显改善复合材料的力学性能。随着六钛酸钾含量的不断增加,其弯曲强度也增大,当SPTW的质量分数为12%时,弯曲强度提高了21.5%,随着含量的继续增加,弯曲强度开始下降;其拉伸强度和冲击强度都呈先增加后降低的趋势,在SPTW质量分数为8.3%左右时,其拉伸强度和冲击强度分别提高了19.7%和31.8%。结论在聚丙烯中添加经硅烷偶联剂KH550改性的SPTW,其质量分数为12%时,力学性能最佳。     

麦秸秆粉/PP木塑复合材料紫外线加速老化性能

以麦秸秆粉为填充材料(质量分数50%),以聚丙烯(PP)膜为基体材料,采用混炼模压成型制备麦秸秆/PP木塑复合材料,对其进行紫外线加速老化实验,对比研究不同填充材料的木塑复合材料老化前后的力学性能和颜色变化,用FTIR分析探讨了复合材料老化机制,用SEM观察其表面微观形貌。结果表明,紫外线加速老化会导致麦秸秆/PP复合材料力学性能降低,当老化时间小于960 h时,麦秸秆/PP木塑复合材料弯曲强度、拉伸强度下降幅度较小,老化时间大于960 h时,力学性能下降幅度较大,材料褪色明显; 老化1200 h其弯曲强度、拉伸强度、冲击强度分别下降67.2%、47.89%、32.41%; 麦秸秆纤维中羟基加速了PP的紫外光降解,最终材料表面出现明显裂纹,部分纤维剥落并伴随有PP粉化现象。     

功能化石墨烯/弹性体协同强韧化聚丙烯纳米复合材料的制备和性能研究

利用乙二胺功能化石墨烯(GS-EDA)为纳米填料,马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MAH)弹性体为增韧剂,经熔融共混法制备了PP/POE-g-MAH/GS-EDA纳米复合材料。并采用红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、示差扫描量热仪(DSC)、热失重分析(TGA)、力学性能、热变形温度和熔融指数测试分别对填料和所得纳米复合材料的结构和性能进行了测试和表征。研究表明,EDA已成功接枝于石墨烯的表面上;POE-g-MAH的酐基与GS-EDA的氨基发生了作用改善了共混体系的界面相容性并促进了GS-EDA在PP基体中的分散性。当GS-EDA含量为0.5%(质量分数)时,复合材料的拉伸强度、弹性模量和冲击强度分别较PP/POE-g-MAH提高了25.2%、32.5%和26.9%,此时复合材料的综合力学性能也最好。添加GSEDA提高了复合材料的结晶温度、熔融温度和结晶度。GS-EDA的加入使PP/POE-g-MAH/GS-EDA复合材料的热稳定性提高,而熔融指数逐渐降低。     

植物纤维增强聚丙烯复合材料力学性能的研究

以聚丙烯（PP）、废瓦楞纸板制取的植物纤维为原料,采用马来酸酐接枝聚丙烯（MAH-g-PP）、铝酸酯偶联剂、铝钛偶联剂为界面相容剂,研究了植物纤维增强PP复合材料的力学性能。结果表明：未添加界面相容剂时,随着植物纤维用量的增加,复合材料冲击强度急剧下降,弯曲强度和拉伸强度上升;添加界面相容剂MAH—g—PP后。当植物纤维的质量分数为30％时,复合材料的弯曲强度和拉伸强度均达到最大值;在MAH—g-PP、铝酸酯偶联剂、铝钛偶联剂三者中,MAH—g—PP改善植物纤维与PP之间的界面相容性效果最佳;当MAH-g-PP添加质量为植物纤维添加质量的10％时,复合材料的冲击强度、拉伸强度、弯曲强度及综合性能最佳。     

废印刷电路板非金属粉增强及磨碎玻璃纤维增强聚丙烯力学性能

分别用废印刷电路板(PCB)非金属粉、磨碎玻璃纤维作为增强材料,采用熔融共混方法制备了聚丙烯(PP)基复合材料,并通过其力学性能试验和缺口冲击断面、废PCB非金属粉、磨碎玻璃纤维的形貌观察,分析研究了两种增强材料及表面改性对复合材料力学性能的影响。实验结果表明：废PCB非金属粉/PP复合材料力学性能得到了明显提高,其中拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度和弯曲模量最大增幅分别为28%、41%、86%和133%;废PCB非金属粉与磨碎玻璃纤维都能作为PP增强填料,但其韧性降低;表面改性对废PCB非金属粉/PP复合材料力学性能的影响不大,但是对磨碎玻璃纤维/PP复合材料力学性能的影响大;废 PCB非金属粉/PP复合材料综合力学性能高于磨碎玻璃纤维/PP复合材料,可代替磨碎玻璃纤维作为PP基复合材料的增强填料,不仅可以减少环境污染,实现资源再利用,而且大大降低复合材料成本。     

铝酸锶荧光竹塑复合材料的制备及性能研究

以高密度聚乙烯(HDPE)、竹粉、铝酸锶荧光粉和马来酸酐接枝聚乙烯(MAPE)为原料,通过密炼和注塑制备得到铝酸锶荧光竹塑复合材料。利用紫外-可见光分光光度计、荧光分光光度计、电子万能试验机、摆锤冲击仪和热重分析仪表征了铝酸锶荧光粉对复合材料的荧光性能、力学性能和热稳定性的影响,利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)对铝酸锶荧光竹塑复合材料的拉伸断面的形貌进行观察。结果表明,随着铝酸锶荧光粉含量的增加,铝酸锶荧光竹塑复合材料的发光强度先增大后减小再增大,其弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度和冲击强度均先增大后减小;场发射扫描电镜显示,随着铝酸锶荧光粉含量的增大,铝酸锶荧光粉在复合材料基体中的分散性变差,团聚增多,界面结合变差;热失重(TG)曲线和一阶微分(DTG)曲线分析表明,铝酸锶荧光竹塑复合材料的热失重为双阶失重过程,第一阶段为竹粉热降解阶段,第二阶段为基体HDPE热降解阶段,随着铝酸锶荧光粉含量的增加,铝酸锶荧光竹塑复合材料的热稳定性增强。     

废印刷电路板非金属粉填充聚丙烯的实验

采用熔融共混方法制备了废印刷电路板非金属粉/聚丙烯复合材料,并通过非金属粉润湿性能和缺口冲击断面形貌观察,分析研究了非金属粉添加对聚丙烯复合材料力学性能的影响。结果表明,非金属粉可以同时改善非金属粉/聚丙烯复合材料的拉伸、弯曲、低温冲击性能,但室温冲击性能降低;其中拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量、低温冲击强度最大增幅分别为16.3%、41.5%、63.5%、100%、45.7%;废印刷电路板非金属粉可作为聚丙烯的增强增韧填料。     

PP/mPE/SGF复合材料的动态力学性能

茂金属聚乙烯弹性体(mPE)作为一种全新的弹性体品种,特别适合于PP的增韧改性。然而,和其它弹性体一样,mPE的加入不可避免地引起PP的刚性和强度降低。为了补偿因加入弹性体带来的刚性和强度的损失,采用短玻璃纤维(SGF)对PP/mPE共混物进行增强,从而制得PP/mPE/SGF三元共混复合材料。采用滞后测量法,分别对PP/mPE共混物和PP/mPE/SGF三元复合材料的动态力学性能进行了研究。结果表明,这种复合材料具有非常高的动态弹性模量和动态负荷极限。     

微纳米SiO2/PP复合材料增强增韧的实验研究

为了研究无机刚性颗粒对通用塑料聚丙烯 (PP) 的力学性能的影响, 采用熔融共混方法制备了经硅烷偶联剂A-151处理的SiO₂/PP 复合材料, 并通过其缺口冲击、 拉伸、 弯曲试验和冲击断面的形貌观察, 分析研究了微纳米SiO₂颗粒大小、 填充量、 表面改性以及不同颗粒大小SiO₂混合物对PP复合材料增韧、 增强效果的影响。实验结果表明: 纳米SiO₂的加入可以同时改善其韧性、 刚性和强度; 填充量相同, 颗粒越细, SiO₂/PP复合材料的力学性能越好。SiO₂经改性后填充到PP基体中, 明显改善了颗粒在基体中的分散性及基体与颗粒之间界面结合性能, 使复合材料的综合力学性能得到提高。不同颗粒大小的SiO₂混合后填充到PP基体中, 混合SiO₂的协同效应使复合材料拉伸、 弯曲性能进一步提高, 对PP基体具有更好的增强效果, 但其冲击性能下降。      

功能化石墨烯/埃洛石纳米管对聚丙烯的协同强韧化改性研究

以功能化氧化石墨烯(GO)-埃洛石纳米管(HNTs)杂化材料(GO@HNTs)为纳米填料,以聚丙烯(PP)为基体,通过熔融共混法制备了不同GO@HNTs 含量的GO@HNTs/PP纳米复合材材料,并对所得杂化填料和PP纳米复合材料的结构与性能进行系统研究。研究结果表明,功能化GO与HNTs之间存在化学相互作用,二者之间形成的“屏障效应”抑制了彼此在PP基体中的团聚。仅添加0.5%GO@HNTs杂化纳米填料后,PP复合材料的拉伸强度和冲击强度分别较纯PP提高了17.5%和80.4%,与单独添加相同含量的GO或HNTs所得复合材料的力学性能相比,GO@HNTs杂化纳米填料对PP基体具有明显的协同增强增韧改性作用。与纯PP相比,GO@HNTs/PP试样表现出更高的储能模量、损耗模量和玻璃化转变峰值。由于GO@HNTs的“异相成核效应”和“物理热阻效应”,有效提高了PP纳米复合材料的结晶温度、熔融温度、结晶度和耐热分解温度。     

超微竹炭增强聚丙烯复合材料的制备与性能

为提高聚丙烯(PP)基复合材料的力学性能和热学性能,将不同质量分数的超微竹炭(UFBC)作为增强体引入聚丙烯,通过熔融挤出及注塑成型工艺制备UFBC/PP复合材料。利用SEM和DSC分析、力学强度和吸湿性测试等手段综合表征复合材料性能。结果表明:UFBC与PP基体间界面结合紧密;UFBC的添加对PP复合材料的力学强度有较好的增强效果:UFBC质量分数为30wt%时,UFBC/PP复合材料的拉伸强度和弯曲强度达到较大值,分别为26MPa和54MPa,较纯PP分别提高了9%和18%,UFBC/PP复合材料的耐湿性仍保持较佳水平,吸湿率均小于0.1%;UFBC质量分数为40wt%时,熔融温度提高了3.1℃;UFBC质量分数为50wt%时,UFBC/PP复合材料的结晶温度提高了10.8℃。UFBC的添加有效促进了UFBC/PP复合材料的结晶,改善了其加工性。     

废旧轮胎粉/POE-g-MAH复合改性 PA6的制备与性能研究

以PA6为基体、废旧轮胎粉与POE-g-MAH为复合增韧剂,采用双螺杆挤出机,制备了废旧轮胎粉/POE-g-MAH/PA6复合材料,研究了复合增韧剂含量对复合材料力学性能、熔融与结晶行为、晶体结构、热性能以及微观形貌等的影响.结果表明,复合材料的冲击强度和断裂伸长率随复合增韧剂含量的增加而显著提高,而拉伸强度和弯曲强度则正好相反;DSC、XRD和TGA结果表明,复合增韧剂的加入,提高了PA6基体的结晶速率,却降低了其结晶度、晶体结构的完整性和耐热性能.