铅含量对0-3型PZN-PZT/PVDF压电复合材料性能的影响

通过固相烧结法制备PZN-PZT压电陶瓷,采用溶液共混法将PZN-PZT陶瓷粉均匀分散于PVDF有机基体中,制备了PZN-PZT/PVDF 0-3型压电复合材料,测试并研究了材料的性能。实验结果表明,适量的铅过量可以有效抑制焦绿石相的生成,但含铅量过高会降低主晶相的结晶程度,从而影响最终制备的压电复合材料的性能。通过实验得出用Pb过量1.5%的压电陶瓷制备的压电复合材料的性能最好。     

Fe2O3/PVDF光催化膜的制备及降解苯酚研究

采用具有压电效应的聚偏氟乙烯(PVDF)为基底,以窄带系的Fe_2O_3为吸光主体,制备出了Fe_2O_3/PVDF光催化膜,采用X射线衍射仪(XRD)、电化学测试等对其进行结构表征和光电性能测试,并用于光催化降解苯酚。结果表明,与单一的Fe_2O_3相比,复合薄膜的光生电荷分离效率显著提高。这与PVDF受力情况下能够产生一定的负电压,进而诱导空穴向催化剂表面迁移有关。Fe_2O_3/PVDF表现出显著改善的光催化降解苯酚性能,在搅拌条件下,Fe_2O_3/PVDF薄膜样品的1 h内对苯酚去除率可达到59.8%,最高约为单一Fe_2O_3的2倍。所制备的光催化膜在5次循环使用后性能没有明显衰减,说明其在重复使用上具有优势。     

多功能PVDF/PVP/TiO_2复合材料的制备及性能研究

通过在聚偏二氟乙烯(PVDF)塑料薄膜上负载聚乙烯吡咯烷酮(PVP)改性TiO_2光催化纳米粒子制备了集油水分离和光催化降解功能为一体的多功能复合材料。由于改性TiO_2带来的粗糙结构,使得PVDF/PVP/TiO_2-2复合薄膜具有较高的油水分离性能,分离通量和拒油率分别为164 L/(m2·h)和99.8%。除此以外,PVDF/PVP/TiO_2-2复合薄膜在30 min内对甲基橙/甲苯乳液中甲基橙降解率达到了98.22%,并且对多种不同种类的可溶性污染物均具有较好的降解效果。循环稳定性方面,PVDF/PVP/TiO_2-2复合薄膜的分离性能以及光降解性能在经过10次循环后均为发生较大的下降,具有较好的实用性。     

衬底对聚偏氟乙烯–三氟乙烯基纳米能量发生器压电性能的影响

采用旋涂工艺制备了聚偏氟乙烯–三氟乙烯(PVDF–TrFE)薄膜,在此基础上设计并制备了不同衬底的"三明治"式柔性纳米能量发生器。傅里叶变换红外光谱测试结果表明PVDF–TrFE薄膜β相含量为16.14%,准静态压电应变常数d_(33)测试结果显示其d_(33)值为10.1 pC/N。分别采用玻璃、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)和聚对苯二甲酸乙二酯(PET)作为衬底材料,研究其对能量发生器压电性能的影响。结果表明,在KDL–02/02L冲击锤作用下具有最低拉伸弹性模量的PET衬底纳米能量发生器显示出最高的电压输出(2.13V),此外在12 Hz激励下,PET衬底纳米能量发生器产生最高的压电电压(1.01 V)。在多达1000次的不间断机械振动下,PET衬底纳米能量发生器显示出优良的电学稳定性和机械稳定性。     

纳米SiO_2改性环氧树脂胶粘剂的研究

选择纳米 SiO_2 作为增强材料改性环氧树脂基体, 以物理分散法将纳米 SiO_2 分散在环氧树脂中。通过力学性能测试和热稳定性能测试, 研究了不同含量的纳米 SiO_2 对改性环氧树脂胶粘剂的热性能、拉伸性能和冲击性能的影响; 通过 NOL环测试和扫描电子显微镜(SEM) 分析, 研究了不同含量的纳米 SiO_2 对国产芳纶纤维/改性环氧复合材料的界面性能和层间剪切强度的影响。实验结果表明, 基体树脂中当 w( 纳米SiO_2)=3%时, 改性环氧树脂胶粘剂的拉伸强度和冲击强度分别提高了 28.8%和 22.6%, 复合材料的层间剪切强度(ILSS) 达到最大值, 比未改性胶粘剂提高约 56.8%。     

生物可降解PLA/SiO_2复合包装薄膜的热行为及性能研究

为了改善聚乳酸(PLA)塑料包装薄膜的力学、阻隔等性能,将二氧化硅(SiO_2)无机粉末与其复合,并以3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTS)作为界面改性剂,采用流延法制备了不同配比的PLA/SiO_2生物可降解复合包装薄膜。研究了SiO_2的添加量对生物可降解PLA包装薄膜的热行为、力学性能及阻隔性能的影响。热重分析法(TG)测试表明,SiO_2的加入使得PLA/SiO_2复合包装薄膜的热稳定性明显提高;示差扫描量热法(DSC)测试表明,SiO_2的加入使得PLA/SiO_2复合包装薄膜的玻璃化转变温度(Tg)和结晶温度(Tc)降低,熔融温度(Tm)基本不变;薄膜的拉伸性能测试表明,随着SiO_2的加入和含量的增加,PLA/SiO_2复合包装薄膜的拉伸强度、拉伸模量以及断裂伸长度均有不同程度的提高;阻隔性能测试表明,当加入SiO_2后,复合薄膜的阻湿、阻氧性能得到改善,并且当SiO_2的含量为5%时,复合薄膜的阻湿、阻氧性能最佳。     

EP/SiO_2/CF复合材料的动态热力学分析

为了研究纳米级SiO_2、碳纤维(CF)对环氧树脂(EP)基复合材料动态热力学性能的影响,制备了不同用量(分别为EP质量的0%和4%)纳米SiO_2、不同体积分数(分别为5%,10%,15%,20%)CF增强EP基复合材料弯曲试样,对试样进行了多频扫描动态热力学分析(DMA),研究了纳米SiO_2和CF对复合材料玻璃化转变温度(Tg)、储能模量、表观活化能和最大损耗因子的影响。结果表明,总体上添加4%的纳米SiO_2后复合材料的Tg下降2~6℃;100℃之前,测试频率对复合材料的储能模量影响较小,且未含SiO_2的试样储能模量曲线比含SiO_2的试样较为平坦;当CF体积分数分别为10%,15%,20%时,添加4%纳米SiO_2的EP/CF复合材料的在40℃下的储能模量较未加纳米SiO_2时提升31.2%,135.5%,13.6%,表明纳米SiO_2和CF展现出很好的协同效应从而提升了复合材料储能模量,而最大损耗因子分别下降3.7%,6.5%,14.8%,表明纳米级SiO_2有助于增强复合材料的刚性;当纳米SiO_2用量为EP质量的4%,CF体积分数为15%时,复合材料内部作用力最大,表观活化能达到569 k J/mol,呈现了很好的协同效果。     

KH-SiO2/PES/MBMI-EP复合材料的制备与性能

为了提高双马来酰亚胺树脂(MBMI)的综合性能,扩大其应用范围,以双酚A型环氧树脂(EP)为改性剂,4,4’-二氨基二苯甲烷(DDM)为固化剂,聚醚砜(PES)为增韧剂,硅烷偶联剂KH-550改性后的纳米SiO_2作为无机填料,采用原位聚合法制备了KH-SiO_2/PES/MBMI-EP复合材料,并研究了复合材料的微观形貌、力学性能及耐热性能。红外光谱结果显示:改性后的纳米SiO_2在1555cm~(-1)处出现了N-H弯曲振动吸收峰,证明硅烷偶联剂已接枝到SiO_2表面。SEM结果表明:树脂基体加入PES与纳米SiO_2后,形成了一种多相结构,PES与纳米SiO_2可以协同增韧树脂基体,材料由脆性断裂转变为韧性断裂。力学性能测试表明:随着纳米SiO_2含量的增加,其力学性能呈现先上升后下降的趋势,当纳米SiO_2含量为1.5%时,复合材料的冲击强度及弯曲强度分别达到20.79kJ/m~2和157.23MPa,比树脂基体分别提高了102.2%和53.5%。热失重分析表明:纳米SiO_2的加入有利于提高复合材料的热分解温度,当SiO_2含量为1.5%时,复合材料的热分解温度达到411.3℃,比树脂基体提高了15.8℃。     

石墨烯改性PVDF复合材料的结构和性能

为了实现PVDF力学性能、导电性、热稳定性的综合改性,以氧化石墨烯(GO)为填料,通过超声分散和原位还原法制备了不同配比的GNS(石墨烯)/PVDF复合材料。分别采用扫描电镜(SEM)、导电性能测试、拉伸性能测试、差示扫描量热分析(DSC)、热失重分析(TGA)等方法系统研究了GNS含量对GNS/PVDF的导电性能、力学性能和热稳定性能的影响。结果表明,GNS的质量含量为1%时,还原后的石墨烯单片层均匀分散于PVDF中。导电性能测试表明,随着GNS填料的加入,复合材料中逐步形成局部导电网络,当GNS的含量为2%时,导电率达到8.2×10~(-5)S·m~(-1),与纯PVDF相比,大约提高了13个数量级。但当GNS含量过高时易在基体中发生团聚,不利于导电网络的形成。GNS的加入,使得复合材料界面结合力增强,提升了力学强度。当GNS的质量分数为2%时,复合材料的拉伸强度可达38.23MPa,较纯PVDF提高了23%。DSC测试显示,PVDF/GN2的T_m为172.6℃,比纯PVDF升高了5.2℃,说明GNS可以促使PVDF结晶。TGA测试则表明,GNS会改善PVDF的热稳定性,且随着GNS含量的增加逐渐提高。     

(100)择优取向对0.935Bi_(1/2)Na_(1/2)TiO_3-0.065BaTiO_3-0.01Al_6Bi_2O_(12)无铅压电薄膜的结构和性能影响

通过激光脉冲沉积技术(PLD)在Pt(111)/Ti/SiO_2/Si(简称Pt)和具有LaNiO_3缓冲层的Pt(111)/Ti/SiO_2/Si(简称LNO/Pt)两种衬底上制备了0.935Bi_(1/2)Na_(1/2)TiO_3-0.065BaTiO_3-0.01Al_6Bi_2O_(12)(简称BNT-BT-AB)薄膜。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、原子力显微镜和铁电分析仪等对薄膜的结构和性能进行了测试和表征。结果表明:Pt衬底上BNT-BT-AB薄膜为随机取向,晶粒形貌为立方块状,剩余极化强度2P_r=20.38μC/cm~2,介电可调为19%,局部有效压电系数d~*_(33)为130pm/V;LNO/Pt衬底上BNT-BT-AB薄膜呈现高度的(100)择优取向,薄膜表面平整,剩余极化强度2P_r=21.25μC/cm~2,介电常数(700)和介电可调性(23%)均大于随机取向薄膜,d~*_(33)提高到150pm/V。     

共混型PVDF/TPU复合材料的制备与性能研究

为了改善热塑性聚氨酯(TPU)的力学性能及形状记忆性能,采用聚偏氟乙烯(PVDF)为共混改性剂,并经熔融共混法制备了不同PVDF含量的PVDF/TPU复合材料。采用傅里叶红外光谱分析、X射线衍射、扫描电子显微镜、拉伸和形状记忆测试等表征了所得复合材料的微观结构及性能。结果表明,PVDF与TPU间通过氢键形成了强相互作用。PVDF的加入促进了TPU的结晶。与纯TPU相比,PVDF/TPU复合材料的定伸应力升高。加入PVDF后,PVDF/TPU复合材料的形状固定率升高,形状回复率降低。综合拉伸和形状记忆测试结果,当PVDF的质量分数为5%时,PVDF/TPU复合材料的性能最佳。     

聚ε-己内酯/二氧化硅纳米复合材料的制备与性能研究

采用熔融共混法制备了聚ε-己内酯(PCL)/二氧化硅(SiO_2)纳米复合材料,研究了SiO_2含量对复合材料微观形貌、流变行为、静态和动态力学性能以及生物降解性能的影响,并分析了其作用机理。结果表明,随着SiO_2含量的增加,PCL/SiO_2纳米复合材料中细小的第二相粒子的含量逐渐增多,且当SiO_2含量超过3%(质量分数,下同)时,第二相粒子的团聚现象较为显著;随着复合材料中SiO_2含量的增加和温度的升高,PCL/SiO_2纳米复合材料基体的线性黏弹区有所减小;PCL/SiO_2纳米复合材料的流变逾渗阈值在7%~9%之间;SiO_2含量从0增加至9%时,复合材料的拉伸强度和弹性模量均呈现先增加后降低的趋势,当SiO_2含量为3%时复合材料的拉伸强度达到最大值,当SiO_2含量为7%时弹性模量达到最大值;随着SiO_2含量的增加,PCL/SiO_2纳米复合材料的降解速率呈逐渐升高的趋势,且降解均通过表面逐层浸蚀的方式进行。     

TPS/LDPE/纳米SiO_2材料结构与性能

以天然高分子木薯淀粉为研究对象,低密度聚乙烯(LDPE)和纳米二氧化硅(SiO_2)为改性材料,甘油为增塑剂,通过熔融法制备了热塑性木薯淀粉(TPS)/LDPE/纳米SiO_2复合材料,研究了复合材料的塑化性能、力学性能、结晶性能、热稳定性和微观结构。结果表明:纳米SiO_2能提高TPS/LDPE复合材料塑化性能,更容易进行加工;随着纳米SiO_2用量的增加,复合材料的拉伸强度降低、断裂应变增加,复合材料的熔融焓、结晶度减小,热降解温度提高;纳米SiO_2的加入使得复合材料的球晶变得更细密,改变了复合材料的晶型;当纳米SiO_2用量为2份(质量份)时在复合材料中分散较好,但随着纳米SiO_2用量的增加会发生团聚现象。     

注塑工艺制备二氧化硅/热塑性淀粉复合材料

通过溶胶-凝胶法首先合成了二氧化硅微球,与玉米淀粉和甘油直接混合后,先用双螺杆挤出机挤出造粒,再用注塑工艺制备了二氧化硅/热塑性玉米淀粉复合材料(SiO_2/TPS),研究了共混体系中不同含量的SiO_2对复合材料的力学性能(拉伸强度、冲击强度)、动态力学性能(DMA)、以及流变加工性能(转矩流变)的影响。结果表明,随着共混体系中SiO_2含量的增加,复合材料的拉伸强度、冲击强度、次级松弛转变温度呈先上升后下降的趋势,在SiO_2含量为2%时,性能达到最佳,分别为8.78 MPa、14.85 kJ/m~2和53.64℃,而转矩流变曲线表明,此时具有较高的峰值转矩,复合材料的加工成型性能有所下降。     

热压法制备压电陶瓷／聚合物复合材料及性能研究

采用热压法分别制备了PZT／PVDF,PT／PVDF O-3型压电复合材料,所得材料具有较高的压电常数和良好的可柔性加工性能。并分析了无机压电陶瓷种类、含量对复合材料介电性能和压电性能的影响。     

聚偏氟乙烯压电薄膜制备方法研究进展

聚偏氟乙烯(PVDF)压电薄膜在可穿戴器件、能量收集和工业无损检测等领域有着广泛应用。PVDF是一种多晶型的高分子，具有压电活性的β晶型控制是制备高性能压电薄膜的关键，因此研究人员一直在寻找各种高效、安全的方法控制材料内部结构制备高性能PVDF压电薄膜。本文从前驱体薄膜制备、拉伸处理和极化激活压电性等方面，综述了近年来PVDF压电薄膜制备方法取得的新进展，分析表明现阶段PVDF压电薄膜的制备发展总体方向是探索更加高效、简便的薄膜制备流程、提升压电性能以及拓展更高温度应用范围。     

压电陶瓷PZN-PZT对压电复合材料性能的影响

本研究采用固相烧结法合成了PZN-PZT压电陶瓷粉体,并用XRD分析了其晶相组成。将PZN-PZT陶瓷粉体与PVDF复合,制备出PZN-PZT/PVDF0-3型压电复合材料,研究了陶瓷质量分数对复合材料铁电性、介电性及压电性的影响。结果表明,复合材料的铁电性、介电性和压电性能随陶瓷含量的增加而增强,当陶瓷含量为90%时,复合材料的剩余极化强度Pr达到5.27μC·cm-2,矫顽场EC为76kV·cm-1,介电常数εr为188,介电损耗tanδ为0.065,压电常数d33则达到33.4pC/N。     

石英/氮化物复合材料防潮涂层的制备及性能研究

石英/氮化物复合材料具有优异的综合性能,可用作高马赫数导弹天线罩材料.采用先驱体浸渍裂解法制备的该复合材料存在易吸潮的缺点,吸潮后会影响其透波性能.研究制备了复合材料的聚偏氟乙烯(PVDF)涂层.测试发现,聚偏氟乙烯(PVDF)涂层具有优良的防潮性能,在40℃、90%高温高湿条件下放置70d的增重率为0.934%.PVDF涂层对复合材料的透波性能影响较小,涂覆厚度约300μm的涂层前后介电常数及介电损耗分别为3.48、0.0051和3.62、0.0053.     

PET/SiO_2纳米复合材料的燃烧性能研究

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法制备了PET/SiO_2纳米复合材料。用基于耗氧原理的锥形量热仪,测试并分析PET/SiO_2纳米复合材料的阻燃性能。结果表明,PET/SiO_2纳米复合材料的热释放速率及其峰值、总释热量与纯PET相比均明显降低。     

PZT/PVDF体系压电复合材料的介电和压电性能研究

采用复合材料热压工艺,制备了0-3型PZT/PVDF(钛锆酸铅/聚偏二氟乙烯)压电复合材料。系统地研究了PZT体积分数对材料介电、压电性能的影响,并与Furukawa等人的理论预测进行了对比。结果显示在PZT体积分数为70％时,获得了性能优良的压电复合材料。在压电陶瓷高含量区,部分压电陶瓷颗粒相互联接,形成了类似0-3(1-3)型连通形式,获得了压电和介电性能优良的压电复合材料。