选择性激光烧结聚醚砜树脂/碳纤维/炭黑复合材料的性能研究

采用选择性激光烧结(SLS)技术制备聚醚砜树脂/碳纤维/炭黑(PES/CF/CB)复合粉末烧结件,研究CB质量分数为2%,将CF质量分数从0增加到3%时,PES/CF/CB烧结件显微组织、力学性能、导电性能及表面质量的变化。结果表明,当加入CF质量分数为1.5%时,对PES/CF/CB复合粉末烧结件的力学性能具有一定的增强作用;CF的添加能够起到增强烧结件导电性能的作用,烧结件的电导率从5×10^-3 S/m提高至15×10^-3 S/m;随着CF质量分数的增加,烧结件表面质量呈现变差的趋势。     

聚酰胺12制品3D打印成型力学性能研究

应用3D打印技术中的熔融沉积成型法(FDM)和选择性激光烧结工艺(SLS)制备聚酰胺12(PA12)试样,研究了3D打印中构建不同取向方式对PA12力学性能的影响。同时,将3D打印试样与传统注射成型试样对比,比较了两者的性能差异。结果表明,FDM技术中构建不同打印取向影响PA12制品的力学性能,与注射成型相比,FDM试样的拉伸强度可达注塑件的56.3 %左右,断裂伸长率约为注塑件的60.9 %;SLS技术中,不同打印取向对制品的拉伸强度无明显影响,其拉伸强度可达注塑件的90 %以上,但其断裂伸长率较低,不足注塑件的10 %。     

高强度阻燃导电尼龙材料制备

以炭黑(CB)及碳纤维(CF)为复合导电填料,配合溴系或磷系阻燃剂,以玻璃纤维(GF)为增强剂,制备了高强度阻燃导电PA66材料,研究了各种添加剂对材料导电性能、阻燃性能和力学性能的影响。结果表明,为使材料具有较好的导电性能和阻燃性能,导电填料中的CF含量不宜过低或过高,阻燃剂宜采用红磷母粒;当导电填料中CB与CF质量比为2/8、导电填料质量分数为10%,红磷母粒质量分数为12%、GF质量分数为40%时,采用相对黏度为2.37 Pa·s的PA66树脂所制备的高强度阻燃导电PA66材料的阻燃等级达到UL 94 V–0级,表面电阻率为7.6×102Ω,弯曲强度,拉伸强度和缺口冲击强度分别为298,210 MPa和20 kJ/m2,完全满足客户要求,已成功应用于某电力系统部件。     

SBS改性PP基导电复合材料

采用(苯乙烯/丁二烯/苯乙烯)共聚物(SBS)改性聚丙烯(PP)为基体,炭黑(CB)为导电填料制备了导电复合材料。研究了导电复合材料的电性能及力学性能;同时探讨了CB在PP/SBS基体中富集的相关影响因素。结果表明,在基体中加入质量分数为20%的SBS可以大幅提高同等CB含量下导电复合材料的电导率,增加材料的韧性;在CB质量分数仅为10%的情况下富集效果更为明显。     

基于SCFNA法辊压制备PDMS/SCF导电复合材料

利用空间限域强制组装法(SCFNA)的辊压成型方法制备了PDMS/SCF导电复合材料,并且,与传统平板热压印方式制备的PDMS/SCF导电复合材料的微观形貌、导电性能和拉伸力学性能进行对比分析。结果表明,采用SCFNA辊压方式制备的PDMS/SCF导电复合材料可以使碳纤维在聚合物基体内形成密实的导电网络,实现了强制组装;并且,由于辊子反复辊压混料,聚合物基体中的碳纤维发生了取向,因此,在碳纤维含量相同的情况下,与平板热压印法相比,辊压方法制备的PDMS/SCF导电复合材料具有更好的电学性能和拉伸力学性能;在碳纤维质量分数为6%的情况下,复合材料的电导率最大提高了105.1%,拉伸强度提高了18.6%,断裂伸长率提高了9.16%。     

球磨法制备高导电聚酰亚胺/石墨烯复合材料

分别采用球磨和超声混合两种分散方法,制备聚酰亚胺(PI)/石墨烯(GNPs)复合材料。利用原子力显微镜、拉曼光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对其微观结构和形貌进行表征,研究了复合材料的电导率。结果表明,与超声混合法相比,球磨法制备的复合材料,GNPs均匀地包覆在PI颗粒表面,热压成型后形成更为完整的导电网络结构。GNPs质量分数为0.5%时就达到逾渗阈值;当GNPs质量分数为3%时,电导率到达最优值为1.94×10–2S/m。     

高导电粗旦聚乙烯纤维的制备及性能研究

以高密度聚乙烯(HDPE)和导电炭黑(CB)为原料,聚离子液体(P(MIMH-AD))为分散剂,利用熔融混合的方法制备导电母粒,并通过单螺杆纺丝机使导电母粒与HDPE切片进行熔融纺丝制得导电HDPE纤维,研究了聚离子液体对CB的分散作用,以及导电HDPE纤维的导电性能和力学性能。结果表明：聚离子液体P(MIMH-AD)不仅在水溶液中可以有效分散CB,在熔融状态下也可以通过π-π的相互作用使CB在导电母粒HDPE/CB/P(MIMH-AD)中均匀分散;制备的导电HDPE初生纤维经拉伸后,断裂强度提高约5倍,达到109 MPa,断裂伸长率达到124%,电导率提高至400.4Ω·m,但仍可以点亮灯泡,力学性能得到提高的同时,具有良好的导电性能。     

SLS高分子粉末材料的成型工艺参数及质量的比较研究

介绍了选用PS基3种高分子粉末材料,在AFS-320快速成型机上采用正交试验法研究预热温度、激光功率、分层厚度、扫描速度等工艺参数对可烧结性能和烧结件质量的影响,获得了各材料的优化烧结工艺参数。并测试试样拉伸强度,比较了3种粉体的工艺性能、成型质量、优缺点和用途范围,可为合理选用SLS高分子粉末材料提供参考依据。     

改性的光棒废料粉末填充EVA的复合材料性能研究

为了探索光纤预制棒废料(主要成分为二氧化硅)在聚乙烯-聚醋酸乙烯酯(EVA)材料领域的应用,将经过烘干、研磨和煅烧处理后的废料分别由A-151改性和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)包覆改性制备了纳米粉末Si O2/A-151和Si O2/PMMA,然后把制得的改性纳米粉末与EVA熔融共混制备Si O2/A-151/EVA和Si O2/PMMA/EVA纳米复合材料,研究了复合材料的磨耗和拉伸性能(拉伸强度和断裂伸长率)与粉末质量分数的关系。疏水性测试结果表明改性后的粉末疏水性好。关于磨耗性能,粉末填充质量分数为1%~2%时两种复合材料较纯EVA都有显著提高,其中质量分数都为1%时提高最多。关于拉伸性能,填充质量分数为1%~4%的Si O2/A-151粉末和1%~3%的Si O2/PMMA粉末都能提升EVA的拉伸强度和断裂伸长率;两种复合材料的拉伸性能都随粉末质量分数的增大先增大后减小;Si O2/A-151、Si O2/PMMA粉末填充质量分数分别为1%、2%时,复合材料的拉伸强度达到最大值,二者填充质量分数在3%时断裂伸长率都达到最大。     

滑石粉填充尼龙12的选择性激光烧结成型

将尼龙12与滑石粉的混合粉末进行选择性激光烧结成型,研究了滑石粉对尼龙12烧结材料的性能影响.结果表明,加入滑石粉使烧结件的热变形温度大幅度提高,同时提高了烧结件的尺寸精度和外观质量,但烧结件的拉伸强度、冲击强度随滑石粉含量的增加而降低,当滑石粉用量超过30%(质量分数)时,烧结件的力学性能明显降低.     

炭黑/钛酸钡复合颗粒的结构及吸波性能

为了提高吸波剂对电磁波的吸收性能,用溶胶-凝胶法制备了表面包覆有一定厚度的炭黑(carbon black,CB)薄膜的钛酸钡(BaTiO3,BT)复合粒子.利用X射线衍射(X-ray ditfraction,XRD)和透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)分析复合粒子的形貌结构.研究了复合粒子的导电性能、电磁参数以及对电磁波的吸收性能.结果表明:BT颗粒直径在60～100 nm之间,包覆层厚度约为20nm.包覆工艺显著改善了材料的导电性能并提高了介电常数,而且随着CB粒子在吸波材料基体中含量的不同,它对电磁波吸收性能的影响不同:当吸收材料中CB质量分数达到或超过20%时,复合粒子明显改善了吸收材料对电磁波的吸收性能.     

碳纳米管-炭黑协同改性PTT/PET复合纤维的制备及导电性能

聚对苯二甲酸丙二醇酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PTT/PET)复合纤维具有稳定且高度螺旋的卷曲结构,为改善其抗静电性能,采用碳纳米管(CNT)/炭黑(CB)复合填料对PTT进行共混改性。将不同质量比的CNT,CB及PTT共混挤出,制备出用于纺丝的CNT/CB/PTT共混切片,CNT/CB/PTT共混切片与PET切片复合纺丝制备CNT-CB协同改性PTT/PET复合纤维,并对复合纤维的导电性能进行表征。结果表明:采用质量分数1%的CNT和质量分数10%的CB作为导电填料对PTT改性,导电粒子在PTT基体中未出现明显的团聚,且CNT和CB可以形成较为完善的复合导电通路,制备的CNT/CB/PTT共混切片可用于纺丝;将CNT/CB/PTT共混切片与PET切片按质量比50∶50进行复合纺丝,制得的复合纤维具有良好的导电性能;随拉伸倍数的提高,复合纤维的体积电阻率呈下降趋势,但拉伸倍数过高,会损坏CB与CNT在PTT基体中形成的导电网络,当拉伸倍数为3. 3时,未改性的PTT/PET复合纤维体积电阻率为3. 58×10~9Ω·cm,而改性复合纤维的体积电阻率下降至5. 44×10~6Ω·cm。     

改性石墨烯/丁腈橡胶纳米复合材料的制备及性能研究

通过简单的回流氧化石墨烯(GO)和二乙基甲苯二胺(E-100)成功实现氧化石墨烯的原位功能化还原,制备了导电及表面修饰的氧化石墨烯(GO-E100),其电导率由GO的1. 0×10-7S/m提高到1 S/m。此外,制备的GO-E100有效地增强了以丁腈橡胶(NBR)为基体的柔性复合材料的力学性能和导电性能。当GO-E100在复合材料中的质量分数为4. 2%时,复合材料电导率达到3. 2×10-12S/m,比纯NBR增加了3个数量级,同时拉伸强度提高了18. 6%;当GO-E100在复合材料中的质量分数为6. 8%时,其拉伸强度提高了12%,耐油性稍有改善,复合材料电导率达到5. 6×10-8S/m,比纯的NBR增加了7个数量级,基本满足抗静电要求。     

Preparation of powdered adhesiVe type chloroprene rubber

研究了包覆剂对黏接型氯丁胶乳(CR 244)包覆性能的影响,并通过扫描电子显微镜研究了所得粉末橡胶的微观结构.结果表明,包覆剂用量大于15份(质量)时,粒径不大于0.9 mm的试样质量分数大于99%.粉末CR 244中存在许多孔洞,使得试样易于干燥和溶解.     

OMMT对PE–HD/CB导电复合材料电性能的影响

以炭黑(CB)为导电填料,高密度聚乙烯(PE–HD)为基体,有机蒙脱土(OMMT)为有机粒子,通过熔融共混法分别制备了PE–HD/CB与PE–HD/CB/OMMT导电复合材料,并研究了OMMT的加入对导电复合材料中CB分布的均一性及材料电性能的影响。研究发现,适当OMMT的加入可以改善CB在导电复合材料中的分布状态,在保持电性能的基础上降低导电复合材料的渗流阈值;当OMMT质量分数为3%时,PE–HD/CB/OMMT导电复合材料的渗流阈值为3.7%,与未添加OMMT的PE–HD/CB导电复合材料渗流阈值4.0%相比有所降低。在此基础上,选取PE–HD/CB导电复合材料(CB质量分数为5%)并测定其PTC强度为0.26;后加入质量分数为3%的OMMT,测得PE–HD/CB/OMMT导电复合材料(CB质量分数为5%)的PTC强度为0.79,后者有所提高。     

CB/MWCNTs/PP导电复合材料的制备与性能表征

通过熔融共混、注塑成型将多壁碳纳米管(MWCNTs)母粒、炭黑(CB)母粒与聚丙烯(PP)混合制备CB/MWCNTs/PP导电复合材料。复合材料中导电填料MWCNTs体积分数为1%,通过改变炭黑体积分数,探究CB含量的变化对复合材料导电性能、力学性能和流变性能的影响。导电测试结果表明,当CB体积分数介于3%~5%时,复合材料达到电流逾渗;超声共振结果表明,复合材料的弹性模量会随着CB含量的增大而增大,而泊松比对CB含量的变化并不敏感;DMA结果表明,复合材料玻璃化转变温度(T_g)会随着CB含量的增加而降低,而储能模量和损耗模量在低温区会随着CB的增大而上升;MCR分析结果表明,当CB体积分数介于1%~3%时,复合材料达到流变逾渗,复合黏度对低频率扫描不敏感,随着CB体积分数的增大而增加。随着频率上升,不同含量材料的复合黏度越来越逼近,并且呈现剪切变稀现象。     

电致形状记忆聚己内酯／炭黑复合导电高分子材料的研究

制备了具有电致形状记忆特性的聚己内酯/炭黑(PCL/CB)复合导电高分子材料,研究了其电致形状记忆特性。结果表明,以交联聚酯作为聚合物基体、导电炭黑作为导电填料的复合导电高分子材料具有良好的电致形状记忆特性。拉伸2倍的CB300-25试样在200V电压作用下的形变回复率可达100%,响应时间140s。炭黑质量含量为25%的试样与炭黑含量为20%的试样相比,其响应时间较短,形变回复率也较高。随着电压的提高,试样的响应时间缩短,形变回复率提高。     

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...     

PP-g-MAH对尼龙6/炭黑复合材料性能和形貌的影响

以炭黑(CB)为导电填料,马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)为增韧剂,通过双螺杆挤出机和注射成型机制备了尼龙(PA)6/PP-g-MAH/CB复合材料,研究了PP-g-MAH含量对7.5%CB填充PA6力学性能、抗静电性能、热稳定性能和形貌的影响。结果表明,添加质量分数20%的PP-g-MAH可提高PA6/CB复合材料的拉伸强度、韧性、抗静电性能和热稳定性。PA6/PP-g-MAH/CB复合材料力学强度和热稳定性的提高源于PP-g-MAH产生的能量耗散以及CB,PP-g-MAH与PA6之间较好的界面粘附和PP-g-MAH均匀细化分散在PA6/CB中。PP-g-MAH改变了CB在共混物中的选择性分布,使PA6/CB的表面电阻率和体积电阻率分别下降5个和3个数量级。     

具有隔离结构的聚苯硫醚/石墨烯纳米片 复合材料的制备及电磁屏蔽性能研究

导电填料石墨烯纳米片（GNPs）通过高速混合包覆于聚苯硫醚（PPS）树脂基体颗粒表面,再通过热压成型制备出具有完善隔离结构的PPS/GNPs复合材料。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、电导率测试、电磁屏蔽性能测试对复合材料导电网络形貌、电性能和电磁屏蔽性能进行表征。结果表明,复合材料具有完善的隔离结构导电网络;隔离结构复合材料具备优异的电导率和电磁屏蔽效能（EMI SE）,当GNPs含量为3.0 %（质量分数,下同）时,复合材料的电导率和EMI SE分别为25.6 S/m和41.0 dB。