EPDM/PA复合材料原位生成微纤的考察

研究了三元乙丙橡胶/尼龙(EPDM/PA)体系原位生成微纤。以三元共聚尼龙替代部分炭黑,采用特殊工艺原位生成微纤,取得了良好的补强效果,与补强之前相比,121 ℃高温撕裂强度,常温撕裂强度及拉伸强度有大幅度提高,SEM照片显示,采用特殊工艺处理,可使分散相颗粒成纤,微纤在与硫化压力方向垂直的平面内无规取向。力学性能测试表明,取向的微纤复合材料(沿微纤纵向的扯断伸长率大于沿横向的扯断伸长率,这一规律)不同于取向的短纤维复合材料的规律,并对这一反常规律作出解释。      

PP/ PA6原位成纤复合材料II. 加工条件对性能、形态的影响

在PP/ PA 6共混物的挤出加工中分别调整加工温度、挤出机螺杆转速、牵引速率, 得到不同加工条件下的PP/ PA 6原位成纤复合材料。研究了加工条件与分散相形态、力学性能的关系。发现当螺杆转速越高、牵引速率越快、加工温度越低, 分散的PA 6纤维尺寸越小, 复合材料的力学性能越好。     

分散相含量对乙烯-醋酸乙烯酯共聚物/聚丙烯原位微纤复合材料微纤形态、结晶行为及流变和力学性能的影响

利用微纳层叠共挤出装置成功制得EVA/PP原位微纤复合材料(MFCs),并对其微纤形态、力学性能、结晶性能和流变行为进行了研究。结果表明:PP在EVA中能够形成微纤,且随PP含量增加,直径较大的微纤数量显著增多,MFCs的储能模量(G′)和损耗模量(G″)都相应增大。且当PP含量低于10%(质量分数,下同)时,复合材料体系是部分相容的,但当PP含量超过10%时,体系发生相分离现象。PP微纤能够有效提高EVA的拉伸强度。当PP含量为20%时,拉伸强度最大,为16.71MPa,比纯EVA树脂提高了42.9%。差示扫描量热法(DSC)测试显示PP微纤会阻碍EVA的结晶行为,使MFCs的结晶度降低。     

接枝架桥剂配比对PP/a-PA66原位成纤复合材料形态结构和力学性能的影响

用反应性单体与助反应单体不同配比(C/R)制得的特殊结构的反应性增容剂(SCRC)与尼龙66(PA66)反应性共混,制得活性PA66(a-PA66),再将聚丙烯(PP)与a-PA66原位成纤复合,即采用"后期增容"技术,制得了一系列PP/a-PA66原位成纤复合材料,对其形态结构及力学性能进行了表征。结果表明,制SCRC时C/R过小,如2/8时,复合材料中PA66形成较均匀的微纤,但微纤与PP界面结合弱,综合力学性能不好;C/R过大,如6/4时,复合材料中PA66难以成纤,界面结合也弱,综合力学性能也不好;C/R为4/6时,复合材料中微纤的异形化程度最大,构筑成结合强的适度柔性界面,综合力学性能最佳,缺口冲击强度(NIIS)、拉伸屈服应力(TYS)、弯曲模量(FM)分别为原料PP的1.41倍、0.99倍、1.22倍。     

相容剂甲基丙烯酸缩水甘油酯对尼龙6/SEBS-g-MA/蒙脱土复合材料的性能影响及机理

以马来酸酐接枝SEBS(SEBS-g-MA)和有机蒙脱土(OMMT)分别作增韧剂和增强填料,甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为相容剂,采用熔融挤出方法制备了尼龙6/SEBS-g-MA/OMMT复合材料。通过扫描电镜(SEM)、力学性能测试、Molau实验及红外光谱(FT-IR)表征,考察了SEBS-g-MA、OMMT和GMA对复合材料的相形态和力学性能的影响。结果表明,OMMT能弱化PA6和SEBS-g-MA之间的相互作用力,导致橡胶相粒径增大,冲击强度降低。而GMA的使用,使PA6、SEBS-g-MA和GMA间形成化学反应,提高PA6和SEBS-g-MA之间的相容性,改善SEBS-g-MA的分散质量,减小分散相颗粒尺寸,进一步提高共混物的冲击强度。GMA存在时制备的复合材料可以获得具有良好平衡的综合力学性能。     

PET-MFIAA/ PP原位成纤复合材料的形态结构及力学性能

用钉挂预埋多功能界面活化剂(MFIAA)的PET(PET-MFIAA)与PP共混 - 挤出 - 拉伸,制备了PET-MFIAA/PP原位成纤复合材料,采用扫描电镜、偏光显微镜观察和力学性能测定的方法,研究了PET-MFIAA/PP的PET微纤形态、试样断面形态及力学性能,并与PET/PP、MFIAA/PET/PP两种原位成纤复合材料进行对比。结果表明: PET-MFIAA/PP PET微纤与PP基体间具有强的相互作用,PET微纤呈粗细不均匀、凹凸不平的异形形态及柔性界面等结构特征,形成了强的界面结合,其刚性、韧性均比纯 PP明显提高,含7.00% MFIAA的PET-MFIAA/PP复合材料的拉伸屈服应力、弯曲弹性模量和悬臂梁缺口冲击强度分别达到了纯PP的1.04倍、1.23倍和1.79倍。     

聚丙烯/热致液晶聚合物/玻璃纤维混杂复合材料Ⅰ: 液晶聚合物组分的预成纤及对混杂复合材料形态的控制

考察了熔融挤出后施加的牵伸比和增容剂对聚丙烯 (PP)/热致液晶聚合物(TLCP) 原位复合材料中TLCP分散相形貌的影响。结果表明,复合材料中的TLCP相随着牵伸比的增大逐渐形成良好的微纤结构,TLCP微纤的长径比随牵伸比增大而增大;当体系中加入增容剂PP-g-MAH后,体系中TLCP在较小的牵伸速率下即可形成长径比很大的微纤结构。将上述所得原位复合材料与玻纤在 200℃(低于TLCP熔融温度) 下熔融挤出制得玻纤和液晶聚合物微纤混杂增强的材料。实验证明,在此加工温度下液晶聚合物形态得到较好保持,注射样品中不存在原位复合材料中典型的"皮-芯"形貌。同时,增容剂PP-g-MAH还明显改善了玻纤与基体之间的界面粘结。      

增容对LLDPE/PET微纤增强复合材料形态和结晶的影响

采用熔融挤出、拉伸和退火制备了线性低密度聚乙烯(LLDPE)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)质量比为80/20的增容和未增容微纤增强复合材料(MFC)。利用扫描电镜(SEM)和差示扫描量热仪(DSC)分别研究了增容剂LLDPE-g-MAH对微纤复合材料中LLDPE的结晶、熔融以及分散相PET形态变化的影响。结果表明,增容剂LLDPE-g-MAH的加入,影响了PET粒子成纤的连续性,减小了分散相尺寸,当增容剂用量为10份时影响最为明显;PET微纤对基体LLDPE的结晶有异相成核作用,这种作用受增容剂用量的影响,增容剂用量为10份时,对LLDPE结晶有促进作用,而PET的熔点却随增容剂增加而降低。     

PP/ PA6原位成纤复合材料I. 形态与力学性能

不相容的通用热塑性塑料聚丙烯(PP) 和尼龙6 (PA 6) 共熔挤出, 当PA 6为分散相时, 得到了PA 6纤维分散于PP 基体中的原位复合材料。在PP 和PA 6的熔点之间成型, 可以保持住纤维的形态。材料的拉伸强度下降, 但冲击强度得到大幅度提高。     

尼龙6/聚苯乙烯共混物融合缝的形态及其对力学性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、力学性能测定,研究了尼龙6／聚苯乙烯(PA-6／PS)共混体系融合缝的形态及力学性能．鲒果表明,分散相和连续相的粘度比对融合缝的形态有重要影响．当η分散相／η连续相＞1时,融合缝处分散相的形态不同于本体．融合缝处分散相沿融合缝取向;当η分散相／η连续相＜1时．融合缝处分散相的形态与本体形态相似．均以球形粒子分散于基体中。融合缝的存在使共混体系的力学性能有较大下降,主要由融合缝处分散相形态所致。     

剑麻纤维/酚醛树脂复合材料的动态力学性能、力学性能和热性能

采用碱处理方法对剑麻纤维(SF)进行处理、细化,通过模压成型制备剑麻纤维/酚醛树脂(SF/PF)复合材料.采用动态力学(DMA)、力学性能、热膨胀性能等测定研究了剑麻纤维的加入量对复合材料的动态力学性能、冲击强度、弯曲强度、弯曲模量、比强度、比模量、耐磨性能、热膨胀性能的影响,用扫描电镜(SEM)观察了材料冲击断面和磨损面的形态.结果表明,制得的SF/PF复合材料的α转变温度提高,贮存模量提高,材料的力学性能和耐磨性得到显著改善,加入SF的复合材料的冲击断裂面出现明显的纤维拔出形态,材料的磨损面呈现粘着磨损特征形态.     

碳纤维/聚砜复合材料的性能和破坏形态的研究

本文着重研究了碳纤维/聚砜(CF/PSF)复合材料中纤维不同分布方式和不同含量对其性能(力学、耐磨、热机械行为等)和破坏形态的影响。短纤CF/PSF复合材料的冲击强度随CF含量的增加略有下降,抗拉和弯曲强度有所提高;而长纤CF/PSF复合材料的力学性能比纯PSF大大提高,其层间剪切强度为树脂基体PSF抗拉强度的80%左右。CF/PSF复合材料的破坏均呈现出纤维—树脂界面脱粘现象。CF/PSF复合材料比纯PSF具有更优异的耐磨性能和更高的热形变温度。     

双向拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚己二酰间苯二胺的形态结构与阻隔及力学性能

以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚己二酰间苯二胺(MXD6)为原料,通过熔融共混和同步双向拉伸的方法制备了双向拉伸PET/MXD6复合材料。通过扫描电子显微镜、气体渗透试验、差示扫描量热仪及力学性能测试研究了双向拉伸PET/MXD6复合材料的形态结构及其对复合材料气体阻隔性能、力学性能及结晶性能的影响。研究结果表明,通过同步双向拉伸,使MXD6在PET基体中的分散相形态由零维球形变为高长径比的二维片状,这些形态使得双向拉伸复合材料的气体阻隔性能与力学性能大幅提高,其中质量分数20%的PET/MXD6复合薄膜材料在拉伸倍率为3×3时,较纯PET相比提升了2.3倍。与此同时,断裂伸长率与拉伸强度也大幅提高,最大增幅分别达到10.6倍和3.1倍。     

乳液共混法制备微纤化纤维素/聚乳酸生物复合材料及性能

为了提高聚乳酸(PLA)的韧性和刚性,扩大应用范围,分别以PLA为基体,微纤化纤维素(MFC)为增强材料,通过乳液共混法制备出MFC/PLA生物复合材料。采用扫描电镜、偏光显微镜和万能电子试验机等研究了复合材料的断面形貌、球晶形态和力学性能等。结果表明,通过乳液共混法可将MFC均匀分散在PLA基体中制备MFC/PLA生物复合材料;适量MFC可显著细化PLA的球晶尺寸,提高PLA的力学性能。当MFC质量分数为0.6%时,复合材料的拉伸强度、弹性模量、弯曲强度和缺口冲击强度分别较纯PLA提高了15.6%、21.1%、30.6%和53.6%。     

孔隙率对碳纤维/尼龙6复合材料湿热性能影响的数值模拟研究

孔隙在复合材料制造过程中广泛存在,在湿热环境下孔隙的存在会改变应力场和水分场,进而影响复合材料的吸湿性能与力学老化性能。对碳纤维/尼龙6(Carbon fiber reinforced polyamide 6,CF/PA6)复合材料在不同温度浸水环境下吸湿老化后的力学性能测试,研究了温度与吸湿量对其力学性能的影响及强度与模量等力学参数的演化规律,建立吸湿参数与力学参数的关联函数。基于随机顺序吸附法算法(Random sequential adsorption,RSA),建立了纤维、界面和孔隙随机分布的代表性体积单元(Representative volume element,RVE)模型。在本构模型中引入依赖于吸湿量的退化因子,研究了孔隙含量对复合材料横向拉伸、压缩、剪切强度和模量的影响,揭示了湿热老化前后不同的失效机制。结果表明：在热湿老化前,由于应力集中,孔隙会导致复合材料力学性能下降,孔隙率含量每增加1%,横向拉伸强度降低6.4%;湿热老化后,基体吸湿塑化效应是复合材料力学性能降低主要因素,对应降低率为3.86%。     

橡纤混杂型PP/PET/MFC/HET原位成纤复合材料的形态结构和力学性能

采用扫描电镜观察、透射电镜观察、偏光显微镜观察、力学性能测试等方法,研究了橡纤混杂型PP/PET/MFC/HET原位成纤复合材料的微纤结构、断面形态和力学性能.结果表明:多功能增容剂MFC对体系起着反应性增容和橡胶增韧的双重功效,加入"适量"MFC,有利于形成精细化程度更高、承载能力更强的PET微纤;MFC、HET对复合材料断面形态的影响显著,断裂机理由典型的脆性断裂转变为韧性断裂;提高基体PP的熔体流动速率,复合材料力学性能的绝对值和相对于基体提高的幅度都增大,HFPP/PET/MFC/HET的NIIS、TYS和FM分别达到原料HFPP的3.49倍、99%和1.73倍,实现了PET微纤、MFC、HET的协同增强.     

聚醚型热塑性聚氨酯/单体铸浇聚酰胺6原位复合材料结构变化诱发基体原位成纤

利用己内酰胺阴离子原位聚合制备聚醚型热塑性聚氨酯(TPEU)/单体铸浇聚酰胺6(MCPA6)原位复合材料,采用小角X射线散射(SAXS)、差示扫描量热(DSC)和动态力学热分析(DMA)等测试方法表征MC尼龙6原位复合体系原始结构的变化,研究原位复合材料破坏过程中的微纤形成机理。结果表明,通过原位聚合反应生成TPEU-co-PA6嵌段分子链,10%TPEU复合体系的特性黏数降低至1.46 dL/g。复合体系仅出现1个T g,两相的相容性得到提高。SAXS分析表明微观尺度仍存在微相分离,且非晶区密度逐渐降低。10%TPEU的加入使MCPA6结晶温度降低19.2℃,结晶度降低27.3%,结晶温度范围加宽,复合体系结晶完善程度降低。TPEU/MCPA6原位复合材料内部堆砌结构的变化促使基体在应力作用下原位形成微纤。     

剑麻纤维素微晶/酚醛树脂复合材料的力学性能和摩擦性能

采用3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH550)对自行制备的剑麻纤维素微晶(SFCM)进行表面改性,采用双螺杆挤出机对SFCM与酚醛树脂(PF)进行熔融共混,采用模压成型方法制备SFCM/PF复合材料。研究不同SFCM含量的SFCM/PF复合材料的力学、摩擦学性能,并采用扫描电镜(SEM)观察磨损面的形貌。结果表明,SFCM的加入能有效提高复合材料的力学性能和摩擦性能,当SFCM含量为6%时,复合材料的冲击强度提高了55.56%,SFCM含量为4%时,复合材料的弯曲强度提高了31.37%;SEM观察发现,改性后的SFCM为微纤维形态,径向尺寸为10μm;热重分析表明,改性SFCM初始分解温度比剑麻纤维提高了60℃。     

有机蒙脱土对ABS-PA6共混物形态结构与力学性能的影响

熔融挤出制备了不同有机蒙脱土(OMMT) 含量的OMMT/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS) -尼龙6 (PA6) (30/70,质量比) 复合材料,用透射电子显微镜(TEM),扫描电子显微镜(SEM) 等研究了OMMT在ABS-PA6共混物中的分布及其对ABS-PA6共混物形态结构与力学性能的影响。结果表明:在OMMT/ABS-PA6复合材料中,OMMT主要以剥离形态分布在PA6基体相中,少量分布在PA6与ABS两相界面处,具有明显的选择分布性;随着 OMMT含量增加,ABS分散相尺寸逐渐减小且分布均匀OMMT/ABS-PA6 复合材料的强度、模量逐渐提高,当OMMT含量为7 wt%时 , 弯曲强度和模量分别由未加OMMT时的66. 7 MPa、2. 308 GPa上升至94. 1 MPa、3. 184 GPa,缺口冲击强度在OMMT含量为3 wt%时出现极大值3. 7 kJ / m,但总体变化不大。      

TLCP/GF/PP复合材料中纤维的主承载与微纤的作用

本文对热致液晶聚合物（TLCP）／玻璃纤维（GF）／聚丙烯（PP）原位混杂复合材料的形态结构，破坏过程，力学性能进行了研究，显微镜的观察结果表明，TLCP的加入使得加工过程中玻纤的破断减弱，TLCP／GF／PP原位混合复合材料中GF的平均长度是GF／PP复合材料的2．36倍。这使其主承载作用更显著，使用带拉伸实验台的扫描电镜观察到了TLCP微纤或微球对微裂纹扩展的阻滞及延缓作用。TLCP／GF／PP（5／15／85）样品拉伸强度度及断裂伸长度分别比GF／PP（15／85）样品提高了22．6％和321％，PP-g-MAH的加入使得原位混杂复合材料的拉伸强度进一步得到提高。