稻壳粉/PP复合材料性能的研究

分别将未处理和经过表面处理的稻壳粉填充到聚丙烯(PP)中,制备了稻壳粉/PP填充复合材料。探讨了稻壳粉改性及其含量对该复合材料性能的影响。结果表明:当稻壳粉含量为40 phr时,稻壳粉/PP复合材料的综合性能较好;另外,相对于未经表面改性处理的稻壳粉,改性稻壳粉的PP填充复合材料的力学性能、热性能、流动性能均有不同程度的提高。     

BN填充PA6基导热绝缘复合材料导热性能研究

以聚酰胺6（PA6）为基体, 氮化硼（BN）作为导热填料,经双螺杆挤出机熔融共混,模压成型制得导热绝缘复合材料。研究了BN含量、粒径、形状和不同BN粒径复配对复合材料导热性能的影响,并研究了BN含量和粒径对复合材料绝缘性能的影响。结果表明,在各种粒径下,复合材料热导率均随BN填充量的增加而增大;在BN粒径为5 μm、填充量为25 %（体积分数,下同）时,复合材料热导率达到1.2187 W/(m·K);在BN填充量相同时,填料粒径对复合材料热导率的影响不是简单的单调规律,呈现50、100 μm时较小,1、5、15 μm时较大,150 μm时最大的规律;片状BN填料比球状BN填料更有利于提高复合材料的热导率;2种不同粒径填料复配所填充的复合材料的热导率大于单一粒径填充的复合材料;5 μm与150 μm粒径BN复配,在填充量为20 %,配比为1:3时,复合材料的热导率最大,达到1.3753 W/(m·K),为纯PA6的4.9倍;在不同BN含量和粒径下,复合材料体积电阻率均能达到10000000000000 Ω·cm以上,满足绝缘性能。     

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。     

Al2O3填充聚酰亚胺改性环氧树脂/玻璃纤维导热复合材料的制备与性能研究

以硅烷偶联剂改性的氧化铝为导热填料,聚酰亚胺改性环氧树脂为基体,通过高温模压法制备了Al2O3填充聚酰亚胺/环氧导热玻纤复合材料,研究Al2O3和聚酰亚胺含量对复合材料热性能、力学性能和介电性能的影响。结果表明,复合材料的热导率随着纳米Al2O3粒子含量的增加而增加。当Al2O3粒子的填充量为50%时,复合材料的热导率可达1.239W/(m.K)。复合材料冲击强度和弯曲强度随粒子含量的增加呈先增加后降低趋势,当Al2O3粒子的填充量为20%时,材料的冲击强度为376.3kJ/m2,弯曲强度为912.6MPa。聚酰亚胺改性的复合材料具有较好的介电性能、热稳定性和耐热老化性。     

丁苯橡胶/膨胀蛭石复合材料的制备及性能研究

用硅烷偶联剂Si-69对膨胀蛭石(EVMT)进行改性,并用模压法制备了SBR/EVMT复合材料.通过红外光谱测试分析了EVMT的改性效果,研究了改性EVMT和Si-69的用量对复合材料性能的影响,并通过热重测试分析了复合材料的热性能,采用电子扫描显微镜(SEM)观察了复合材料内部的微观结构.实验结果表明:Si-69能通过共价键键合在EVMT表面,用改性EVMT填充SBR能明显提高复合材料的邵氏A硬度、力学性能和热性能.同时,经Si-69改性后的EVMT,在SBR基体中分散均匀,两相相容性较好.     

丁苯橡胶/膨胀珍珠岩复合材料的制备

用硅烷偶联剂Si-69对膨胀珍珠岩粉进行表面改性,并用模压法制备了丁苯橡胶/膨胀珍珠岩复合材料.考察了Si-69和改性膨胀珍珠岩粉的用量对复合材料性能的影响,通过热重测试(TGA)分析了复合材料的热性能,采用电子扫描显微镜(SEM)观察了复合材料的撕裂断面形貌.实验结果表明:改性膨胀珍珠岩粉适量填充丁苯橡胶能明显提高复合材料的力学性能和热性能.膨胀珍珠岩粉经适量Si-69改性后,有利于提高其与丁苯橡胶的两相界面相容性.     

改性凹凸棒石及硅灰石填充PTFE的摩擦性能研究

采用硅烷偶联剂（KH550）及十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）对凹凸棒石粉体进行改性，并将改性前后的凹凸棒石粉体与硅灰石复合填充至聚四氟乙烯（PTFE），制备PTFE复合材料。采用傅里叶红外光谱仪（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）、邵氏硬度计、环块摩擦磨损试验机、万能试验机对改性凹凸棒石粉体的理化性能及复合材料摩擦学性能进行表征。结果表明：凹凸棒石及硅灰石的加入可以降低复合材料的磨损率。经CTAB改性的凹凸棒石与硅灰石填充至PTFE，复合材料的邵氏硬度增至70，磨损率降至1.54×10-6 mm3/（N·m），压缩性能提高40%左右。对凹凸棒石进行表面改性，可提高粉体与PTFE基体的界面结合，从而改善复合材料摩擦学性能和力学性能。     

PAPI改性大豆蛋白复合材料的制备与性能研究

以大豆分离蛋白（SPI）和多亚甲基多苯基异氰酸酯（PAPI）为原料,制备了改性大豆蛋白,再加入聚己内酯（PCL）,经过模压成型制备了改性大豆蛋白复合材料,并对其力学性能、微观结构和热性能进行了表征。结果表明,随着PAPI的加入,材料的力学性能得到很大程度的改善,拉伸强度由9.65 MPa上升到32 MPa,冲击强度由1.36 kJ/m2提高到11.7 kJ/m2;随着PAPI的加入,大豆蛋白材料的吸水性也有明显的改善,24 h吸水率从33.89 %下降到9.77 %;红外光谱分析表明,PAPI可以与大豆分离蛋白发生反应,改变了大豆蛋白的结构,并影响其性能,使复合材料内部结构更加致密。     

环氧树脂/聚多巴胺改性铝粉导热绝缘复合材料的制备与性能研究

采用化学包覆的方法在平均粒径分别为4.5 μm和20 μm的铝(Al)粉上包覆一层有机聚多巴胺(PDA),以环氧树脂(EP)为基体,包覆改性后的铝粉（PDA@Al）为导热填料,采用浇铸法制备了高导热绝缘环氧基复合材料(EP/PDA@Al)。结果表明,PDA@Al的加入有利于提高EP的热稳定性以及热导率,且当PDA@(20 μm)Al的含量为20 %(质量分数,下同)时,复合材料的热导率为0.521 W/（m·K）,相比纯EP的热导率提高了184 %;相对纯Al填充的EP复合材料,EP/PDA@Al复合材料的绝缘性能显著提高。     

硅灰石粉填充改性聚丙烯复合材料性能研究

采用熔融共混的方法制备了硅灰石粉填充改性聚丙烯(PP)复合材料。通过力学性能、溶体流动速率(MFR)及DSC等测定,考察了硅灰石粉对PP力学性能、热性能及加工性能的影响。结果表明:用硅灰石粉填充改性PP,大大提高了PP/硅灰石粉复合材料的模量,缺口冲击强度的敏感性得到明显改善;改性PP的耐热温度、硬度及加工性能得到一定提高,但其强度有所降低。     

四针状氧化锌晶须改性硅橡胶的性能

制备了四针状氧化锌晶须（ZnOw）/硅橡胶复合材料;详尽地研究了晶须改性硅橡胶复合材料的力学性能、热稳定性及阻尼性能;通过扫描电镜观察了材料的断面以及晶须在基体中的分散性。结果表明：随氧化锌晶须填充量的增加,硅橡胶的力学性能降低,热稳定性和阻尼性能有明显的提高。当填充量为20份时,与纯硅橡胶相比,复合材料的热分解温度提高了近10 ℃,最大损耗因子提高了21%,有效阻尼温域向高温偏移了约15 ℃。     

无机填料的表面处理及其在导热天然橡胶复合材料中的应用

用季戊四醇、丙三醇和钛酸酯偶联剂分别对氧化铝、氧化镁和高岭土进行表面改性,并将改性填料填充天然橡胶(NR)制备了导热复合材料,考察了表面处理剂种类及其用量对无机填料的影响,并研究了季戊四醇改性氧化铝填充NR复合材料的硫化特性、物理机械性能和导热性能.结果表明,3种填料中季戊四醇的改性效果最好,且其用量为1.0～1.5份时对氧化铝的改性效果最佳;随着改性氧化铝填充量的增加,复合材料的最大转矩、300%定伸应力、拉伸强度和热导率均增大,当其用量为60份时,改性氧化铝填充NR复合材料的热导率比未填充NR复合材料提高了23.9%.     

天然橡胶/固相法改性纳米碳酸钙复合材料的微观形态与力学性能

研究了天然橡胶（NR）／硬脂酸包覆型纳米碳酸钙（CCR）复合材料和NR／固相法改性纳米碳酸钙（M-CCR）复合材料的微观形态、力学性能、耐老化性能和热稳定性能等。结果表明,与CCR相比,M—CCR在NR中的分散性更好,界面结合形态得到了改善;NR／M—CCR复合材料的力学性能、耐老化性能和热稳定性能显著提高,且当M—CCR用量少于10份时,NR／M—CCR复合材料的综合性能最佳。     

Modified graphite filled natural rubber composites with good thermal conductivity

The rubber composites with good thermal conductivity contribute to heat dissipation of tires. Graphite filled natural rubber composites were developed in this study to provide good thermal conductivity. Graphite was coated with polyacrylate polymerized by monomers including methyl methacrylate, n-butyl acrylate and acrylic acid. The ratios between a filler and acrylate polymerization emulsion and those between monomers were varied. Eight types of surface modification formulas were experimentally investigated. Modification formula can affect coating results and composite properties greatly. The best coating type was achieved by a ratio of 1:1 between methyl methacrylate and n-butyl acrylate. The coating of graphite was thermal y stable in a running tire. Filled with modified graphite, the tire thermal conductivity reached up to 0.517–0.569 W·m-1·K-1. In addition, the mechanical performance was improved with increased crosslink density, extended scorch time and short vulcanization time.     

改性棉籽蛋白对天然橡胶复合材料性能的影响

将间苯二酚-甲醛改性棉籽蛋白等量代替炭黑填充天然橡胶(NR),利用红外光谱对棉籽蛋白和改性棉籽蛋白进行对比分析,研究了棉籽蛋白用量对橡胶复合材料静态力学性能、热空气老化性能及生热和剪切动态性能的影响。结果表明,棉籽蛋白中的氨基被取代;改性蛋白质低于9份时NR的综合力学强度增加,回弹性提高,抗老化性能提高;改性蛋白质使橡胶复合材料的生热性能降低,储能模量升高,损耗因子降低。     

Novel heat‐conductive composite silicone rubber

The silicone rubber with good thermal conductivity and electrical insulation was obtained by taking vinyl endblocked polymethylsiloxane as basic gum and thermally conductive, but electrically insulating hybrid Al₂O₃ powder as fillers. The effects of the amount of Al₂O₃ on the thermal conductivity, coefficient of thermal expansion (CTE), heat stability, and mechanical properties of the silicone rubber were investigated, and it was found that the thermal conductivity and heat stability increased, but the CTE decreased with increasing Al₂O₃ fillers content. The silicone rubber filled with hybrid Al₂O₃ fillers exhibited higher thermal conductivity compared with that filled with single particle size. Furthermore, a new type of thermally conductive silicone rubber composites, possessing thermal conductivity of 0.92 W/mK, good electrical insulation, and mechanical properties, was developed using electrical glass cloth as reinforcement. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 104: 2478–2483, 2007     

碳纳米管/天然橡胶复合材料的结构与性能

通过机械混炼法制备了碳纳米管(CNT)／天然橡胶(NR)复合材料,研究了CNT的预处理方式对复合材料结构与性能的影响。结果表明,与NR相比,CNT／NR复合材料的硫化返原现象减轻,硫化后凝胶质量分数降低,硫化剂用量应适当增加,由混酸氧化处理的CNT填充橡胶复合材料的硫化迟滞效应明显;复合材料内部存在CNT的富集区域和CNT含量很少的橡胶区域,CNT与NR之间的界面结合作用不好;由HF处理的CNT填充橡胶复合材料的整体性能最好,但受CNT在橡胶基体中的不良分散状态及界面性质的影响,其力学性能不高。     

聚苯胺改性蒙脱土/天然橡胶纳米复合材料的制备与性能

采用原位聚合法制备了聚苯胺质量分数为20% 的聚苯胺改性蒙脱土,并以此作为增强剂利用机械混炼法制备了聚苯胺改性蒙脱土( PANI － MMT) /天然橡胶( NR) 纳米复合材料。使用X 射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪及扫描电镜等对PANI － MMT 和PANI － MMT/NR 复合材料的结构进行了表征,并考察了PANI － MMT/NR 复合材料的力学性能。结果表明,PANI － MMT/NR 复合材料形成了插层型纳米结构; 与普通的有机蒙脱土/NR 复合材料相比,PANI － MMT/NR 复合材料的力学性能明显提高,PANI － MMT 添加质量为20 份时其力学性能达到最好,并超过了添加40 份炭黑N 660 的NR 的力学性能。     

纳米二氧化钛填充橡胶复合材料的分散结构与性能

用粒径为20～40nm的纳米二氧化钛(B—TiO2)填充天然橡胶(NR)和丁腈橡胶(NBR)制备了橡胶复合材料,研究了B—TiO2在橡胶基体中的分散结构、复合材料的力学性能以及抗菌性能,并与德国Degussa公司的催化剂纳米TiO2(D—TiO2)进行了对比。结果表明,B—TiO2在NR和NBR中表现出良好的分散,绝大多数B—TiO2在橡胶中聚集体尺寸小于100nm,特别是在NR中B—TiO2分散颗粒大小与其原生颗粒大小相近,明显优于D—TiO2在NR中的分散;在B—TiO2用量小的情况下,橡胶复合材料的力学性能基本不受B—TiO2的影响。D—TiO2对橡胶复合材料的老化性能也没有影响。橡胶基体中填充B—TiO2后,其抗菌性能明显提高,当用量超过2份(质量)时,其抗菌性能已经达到较高的水平;D—TiO2／NR抗菌效果与B—TiO2／NR的抗菌效果相当,热氧老化不影响橡胶复合材料中TiO2发挥其抗菌特性。     

Aluminum powder filled nitrile rubber composites

Effect of aluminum powder on the properties of nitrile rubber (NBR) composites and the role of bonding agent viz. hexamethylene tetramine‐resorcinol has been investigated. Shore A hardness of the aluminum powder filled composites is lower than that of high abrasion furnace (HAF) and acetylene black (ACB) filled nitrile rubber composites and can be increased by the addition of bonding agent. Equilibrium swelling decreased considerably by the use of hexamethylene tetramine‐resorcinol, suggesting an improved nitrile rubber–aluminum powder adhesion. A marked increase in thermal conductivity is obtained with the incorporation of aluminum powder. Increased thermal conductivity reduced the additional time needed for the vulcanization of thick rubber articles and imparted uniform curing throughout the material. In nitrile rubber, the modulus and tensile strength followed the order HAF > ACB > aluminum powder. Combination of HAF and aluminum powder in NBR gave composites with good thermal conductivity and mechanical properties. © 2004 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 91: 3156–3161, 2004