不同碳酸钙填充聚氯乙烯复合材料力学性能研究

用直接填充分散法(熔融共混法)将微米、亚微米、纳米、纳米包覆微米级复合(微-纳米复合)碳酸钙(CaCO_3)填充到聚氯乙烯(PVC)基体中,制备出不同配比的PVC/CaCO_3复合材料,测量并对比分析了不同复合材料体系的力学性能,计算了复合材料的界面黏结强度。结果表明:多数情况下,PVC/CaCO_3复合材料比纯PVC具有更好的力学性能;改性CaCO_3比未改性CaCO_3填充的PVC复合材料的力学性能更高;纳米包覆重质CaCO_3比普通重质CaCO_3填充的PVC复合材料的力学性能更好;在四种CaCO_3样品中,普通轻质CaCO_3和超细轻质CaCO_3填充PVC复合体系的力学性能相对较好;就界面黏结强度而言,超细轻质CaCO_3与基体树脂的界面黏结强度最高,普通轻质CaCO_3的最低,纳米包覆CaCO_3(通过化学方法在重质CaCO_3表面生成纳米级CaCO_3)与PVC基体树脂的界面黏结强度比重质CaCO_3的高,改性后的CaCO_3与基体的界面黏结强度均有所提高。     

3D打印炭黑/水性聚氨酯导电复合材料的制备及性能

采用硅烷偶联剂KH550对炭黑(CB)进行了改性,得到了KH550改性的CB(KH550/CB),通过FTIR、DLS和SEM对CB和KH550/CB进行了表征,采用共混法和流延浇铸法分别制备了CB/水性聚氨酯(CB/WPU)复合材料与KH550/CB/水性聚氨酯(KH550/CB/WPU)复合材料。利用直写式3D打印,探讨了不同的填充图案和填充率对KH550/CB/WPU复合材料性能的影响。结果表明,KH550/CB粒径约为620 nm,分散均匀,在WPU基体中分散性更好,导电粒子之间连接得更紧密。当CB与KH550/CB含量(以WPU质量为基准,下同)均为3%时,KH550/CB/WPU复合材料的电导率为1.79×10^–3 S/m,比CB/WPU复合材料的电导率增加了14倍;CB与KH550/CB含量均为2%时,KH550/CB/WPU复合材料的拉伸强度比CB/WPU复合材料增加了175%。选择填充图案为线形、填充率为80%时,KH550/CB/WPU导电性能较好,电导率达到2.66×10^–3 S/m,与其他非3D打印产品相比,其导电性能...     

表面活化对粉煤灰/PVC复合材料力学性能的影响

为了研究粉煤灰在聚氯乙烯(PVC)复合材料中对其他无机填料的可替代性,比较了硅烷偶联剂(KH550,KH570)和硬脂酸(SA)表面活化粉煤灰后,在不同填充量下,对PVC复合材料力学性能的影响,并且,利用SEM对粉煤灰/PVC复合材料的微观形貌进行表征。研究结果表明,随着粉煤灰含量的增加,PVC复合材料的拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度均降低,但是,热变形温度增大;KH550活化处理后的粉煤灰/PVC复合材料的拉伸强度和弯曲强度与SA改性的复合材料相比较好,而SA活化表面处理后的复合材料的断裂伸长率和冲击强度与硅烷偶联剂改性的复合材料相比较好。为粉煤灰资源化利用提供了新方向。     

偶联剂KH550改性氧化石墨烯/聚苯乙烯磺酸钠 及其与丁苯橡胶的复合材料性能研究

在界面剂聚苯乙烯磺酸钠(PSS)的物理改性作用下,以硅烷偶联剂KH550(简称KH550)对氧化石墨烯(GO)进行化学改性,制得KH550改性GO(KH550-GO)/PSS,采用乳液法制备KH550-GO/PSS/丁苯橡胶(SBR)复合材料,并对其结构和性能进行研究。结果表明:通过PSS的加入,使KH550-GO在SBR中的分散性得到改善;与不加KH550-GO/PSS的复合材料相比,KH550-GO/PSS/SBR复合材料的物理性能和气密性能显著提高。     

3D打印炭黑/水性聚氨酯导电复合材料的制备及性能

采用硅烷偶联剂KH550对炭黑（CB）进行共价键功能化改性,并通过FTIR、DLS和SEM对改性前后的炭黑进行考察。结果表明经过KH550改性得到的炭黑,粒径约为620nm,且分散均匀。通过溶液共混法和流延浇铸法制备了CB/WPU与KH550/CB/WPU导电复合材料。研究对比发现,由于KH550/CB在WPU基体中分散性更好,使导电粒子之间接触更加紧密。当添加量为3%时,其电导率为1.79×10-3 S/m,较CB/WPU复合材料增加了10倍;力学测试显示含量为2%时,其拉伸强度较CB/WPU复合材料增加了175%。并在此基础上利用直写式3D打印,探讨不同的填充图案和填充率对KH550/CB/WPU复合材料导电性能的影响。结果显示选择线型填充、填充率为80%时,导电性能较好,其电导率达到2.66×10-3 S/m。     

PVC/ABS复合材料的制备及增韧改性

分别采用乙烯–乙酸乙烯酯共聚物(EVAC)、氯化聚乙烯(CPE)和苯乙烯–丁二烯–苯乙烯共聚物(SBS)三种弹性体为增韧剂,研究增韧剂种类及用量对聚氯乙烯(PVC)/丙烯腈–丁二烯–苯乙烯塑料(ABS)复合材料冲击强度、拉伸强度和极限氧指数的影响,并对纳米CaCO_3填充改性PVC/ABS复合材料的力学性能、熔体流动速率和极限氧指数(LOI)进行探讨。结果表明,采用CPE增韧改性的PVC/ABS复合材料的力学性能和阻燃效果均优于EVAC和SBS改性体系;PVC/ABS/CPE/CaCO_3复合材料的缺口冲击强度在纳米CaCO_3用量为6份时达到极大值,随着纳米Ca CO3用量的增加,拉伸强度和弯曲强度逐渐下降,LOI有所降低,在纳米CaCO_3用量为4份时材料的加工流动性较好。     

椰壳粉/PVC复合材料的结构及动态力学性能研究

将改性椰壳粉填充到聚氯乙烯(PVC)中制得椰壳粉/PVC复合材料,用SEM、DMA对复合材料的结构和动态力学性能进行了研究。结果表明:改性后的椰壳粉与基体PVC的界面黏结强度提高;用2.0%硅烷偶联剂KH-550及15%HDPE-g-(GMA-co-St)改性后,复合材料具有较好的动态力学性能。     

硅烷偶联剂对高密度聚乙烯/甜高粱渣复合材料性能的增强机制

采用硅烷偶联剂KH550改性处理甜高粱渣(SSS),制备高密度聚乙烯/改性甜高粱渣(HDPE/SSS)复合材料。研究KH550质量分数对SSS表面官能团及微观形貌的影响,并对HDPE/SSS复合材料的微观形貌、静态力学性能、蠕变行为、应力松弛行为及表面亲/疏水性进行系统的探究。结果表明:随着KH550质量分数的增加,复合材料的静态力学强度(拉伸、弯曲和冲击)均呈现先上升后下降的趋势;KH550有效提高复合材料的热稳定性、抗蠕变性能和抗应力松弛性能;复合材料的表面疏水性随KH550用量的增加而增强。当KH550质量分数为3%时,复合材料的界面结合情况较好,其静态力学强度、抗蠕变性能和抗应力松弛最佳。     

改性小麦秸秆纤维对PBS复合材料性能的影响研究

采用NaOH对小麦秸秆纤维进行处理,在此基础上使用蒸煮助剂Na2S2O4和偶联剂(KH550、KH560)改性秸秆纤维,并将其分别与聚丁二酸丁二醇酯(PBS)共混,制备了秸秆纤维/PBS复合材料.研究了NaOH处理中Na2S2O4的添加以及NaOH处理后KH550、KH560的改性对复合材料性能的影响.采用EDS、WXRD和SEM对改性前后的纤维及复合材料分别进行了分析和观测.研究结果表明:NaOH同3％ Na2S2O4混合处理得到的复合材料的性能最好,KH560较KH550更能有效地改善复合材料的力学性能,当KH560质量分数为2％时,复合材料的力学性能最好.     

废弃椰壳粉/PVC复合材料结构和性能的研究

研究了偶联剂改性椰壳粉的种类及用量、椰壳粉的质量分数对椰壳粉/PVC复合材料性能的影响,并用扫描电镜(SEM)观察了其两相结构和断面形貌.结果表明:硅烷偶联剂KH-550在用量为2%时效果较好,拉伸强度提高了12.6%,冲击强度提高了31%;经过硅烷偶联剂KH-550改性后椰壳粉填充质量分数增大,且降低趋势较小,有效降低复合材料的成本;经过KH-550改性能较大幅度的增大复合材料的耐热变形性能;KH-550改性改善了椰壳粉纤维在PVC基体中分散性和相容性.     

纳米CaCO_3-AES复合材料制备和性能研究

分别以氯化聚乙烯(CPE)和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)作为增韧剂,利用熔融共混挤出法制备了纳米CaCO_3填充丙烯腈-三元乙丙橡胶-苯乙烯接枝共聚物(AES)复合材料,研究了纳米CaCO_3填充量和增韧剂种类对纳米CaCO_3-AES复合材料力学性能和热氧老化性能的影响。结果表明,适量的纳米CaCO_3加入到AES树脂中,可以与AES基体充分吸附、键合,提高AES树脂的力学性能;以CPE和SBS作为CaCO_3-AES复合材料增韧剂,添加质量分数12%的纳米CaCO_3的CaCO_3-AES复合材料,分别用质量分数12%的CPE、SBS改性复合材料,与未改性AES树脂相比,其拉伸强度相当,弯曲强度提高了10%,抗冲强度提高了20%;CPE增韧CaCO_3-AES的抗老化性能明显优于同比例的SBS增韧CaCO_3-AES。     

聚氯乙烯/炭黑电力屏蔽材料的制备及性能分析

采用熔融共混法制备了聚氯乙烯/炭黑(PVC/CB)复合材料,分析了CB经KH550改性前后对复合材料性能的影响,并进一步研究了CB的用量对复合材料力学性能、体积电阻率、电磁屏蔽性能及热性能的影响。结果表明:随着CB用量的增多,复合材料的拉伸强度逐渐提高,在CB用量为25%时达到最大值,继续增大CB用量,拉伸强度降低;PVC/MCB的拉伸强度优于PVC/CB;体积电阻率则随着CB的增加逐渐降低,在CB用量达到25%时,该值突然显著降低,在复合材料内部发生了导电渗逾。PVC/MCB的电磁屏蔽性能明显优于PVC/CB复合材料,CB在25%的填充量下可以形成完善的导电网络,复合材料具有较好的电磁屏蔽性能。最终确定CB填充量为25%,可以制得综合性能优异的PVC/MCB导电聚合物屏蔽材料。     

KH550改性纳米ZnO/TPU复合材料制备及性能研究

利用水热法制备纳米氧化锌(ZnO),并采用硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)对其进行改性,进而采用溶胶-凝胶法合成了改性ZnO/热塑性聚氨酯(TPU)复合材料。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、接触角测量仪、旋转流变仪和稀释涂布平板法等研究了改性纳米ZnO/TPU复合材料的微观结构、流变性能和抗菌性能。结果表明,纳米ZnO可以相对均匀地分散在TPU中,KH550的加入改善了纳米ZnO在TPU中的分散性,并减小了纳米ZnO的平均直径;纳米ZnO/TPU和KH550改性ZnO/TPU对大肠杆菌的抗菌率可达到93.16%和95.26%,且经改性后,TPU的接触角由原来的60.60°,分别增加到73.62°和79.82°,表现出良好的抗菌性能抗黏附性能,且经KH550改性后抗菌性能更好。纳米ZnO及其KH550改性材料的加入降低了TPU复合材料的黏度,且后者更优,有利于改善材料的成型加工性能。     

聚酯型超分散剂在聚合物中的应用

采用聚酯型超分散剂对碳酸钙(CaCO3)进行表面处理，并用其填充改性聚氯乙烯(PVC)和聚丙烯(PP)，研究了超分散剂用量、聚合度对复合材料性能的影响。结果表明：超分散剂处理CaCO3的最佳用量与碳酸钙的粒径和表面特性密切相关，处理纳米CaCO3、轻质CaCO3、重质CaCO3的最佳用量分别为4％、2．0％和1．5％；超分散剂处理的纳米CaCO3填充改性PVC具有明显的增强增韧作用，对PVC的改性效果比PP好；超分散剂的最佳聚合度为7。     

活化CaCO3填充PVC／P—65共混材料的研究

研究了用硬脂酸活化处理过的轻质CaCO_3填充PVC/P-65(一种具有包藏结构的粉末丁腈橡胶)共混材料的力学性能和流变性能。结果显示:活化CaCO_3有明显的补强作用,综合考虑20份为其最佳加入量;含有活化CaCO_3的PVC/P-65体系流动性较好,可能是因为外覆硬脂酸的CaCO_3在熔化时受硬脂酸的影响而具有润滑作用。     

改性氧化石墨烯/不饱和聚酯复合材料的性能研究

制备了硅烷偶联剂KH550、KH570改性氧化石墨烯(GOs),并制得改性GOs/不饱和聚酯(UP)复合材料(KH550-GOs/UP,KH570-GOs/UP)。采用红外光谱、热重分析及X射线光电子能谱研究了GOs的硅烷偶联剂改性效果。通过示差扫描量热分析、定速式实验机及扫描电镜研究了改性GOs对复合材料固化性及耐磨性的影响。结果表明,KH550、KH570成功地对GOs进行了化学改性,改性GOs对复合材料固化性能无不良影响。KH550-GOs/UP与GOs/UP的耐磨性相当,150℃时KH570-GOs/UP的磨损质量分别比纯UP、GOs/UP降低了21.1%、17.0%,200℃时则分别降低了23.4%、15.4%。添加改性GOs后复合材料磨损面平整光滑,无大块脱落的现象。     

硅烷偶联剂对PP/GNPs复合材料性能的影响

采用硅烷偶联剂KH550,KH560和KH570对石墨烯(GNPs)进行表面改性,通过预混、熔融共混、挤出制备了聚丙烯(PP)/改性GNPs复合材料,研究了3种硅烷偶联剂对PP/GNPs复合材料性能的影响.结果表明:与PP/GNPs相比,PP/改性GNPs复合材料的力学性能明显提升,KH560改性PP/GNPs复合材料...     

氧化石墨烯在悬置橡胶中的应用性能研究

采用硅烷偶联剂KH550对氧化石墨烯(GO)进行改性,制备改性GO填充的悬置橡胶复合材料,并对其性能进行研究。结果表明:与未加GO的胶料相比,加入GO的混炼胶的焦烧时间和正硫化时间延长,填料分散性改善,同时填料网络结构增强;复合材料的300%定伸应力和耐疲劳性能提高。     

偶联剂对PVC/粘土的插层效果及性能研究

采用固相法，对粘土进行有机插层改性；并与聚氯乙烯（PVC）熔融插层制备了纳米复合材料。结果表明，偶联剂KH560处理的有机粘土（用Org-560表示）与PVC形成PVC／org-550插层型纳米复合材料，而偶联剂KH550处理的有机粘土（用Org-550表示）与PVC形成的PVC／Org-550则是剥离型纳米复合材料；PVC／有机粘土纳米复合材料的玻璃化转变温度高于PVC；Org-550对PVC的力学性能优于Org-560的。     

硅酸钙粉体表面改性及其对聚丙烯填充性能影响研究

采用硅烷偶联剂(KH550)对经尺寸分级后的硅酸钙表面进行改性,并对改性产物做了表征。利用改性后的硅酸钙对聚丙烯进行填充改性,考察了改性硅酸钙的填充对聚丙烯力学性能、热性能及聚丙烯复合材料的微观形态的影响。结果表明,经偶联剂改性后的硅酸钙由亲水性转变为疏水性;一定范围内,改性硅酸钙可以提升复合材料的冲击性能,当填料用量为10%(质量分数)时,复合材料的冲击强度最佳,比纯聚丙烯提高18%;分解温度由纯聚丙烯的408℃升至填充了20%(质量分数)硅酸钙的复合物的422℃,材料耐热性能有所增强。