聚丙烯/热致液晶聚合物/玻璃纤维混杂复合材料 Ⅱ: 混杂复合材料的静态及动态力学性能

对具有良好液晶聚合物微纤结构的聚丙烯/热致液晶聚合物/玻璃纤维 (PP/TLCP/GF) 混杂复合材料,使用静态拉伸和动态力学分析 (DMA) 的方法研究了材料的力学性能。拉伸实验结果表明,混杂复合材料的拉伸强度和模量随着PP和TLCP挤出后的牵伸速率增大而上升,并且含有增容剂PP-g-MAH的体系,力学性能更优异。DMA测试结果表明,混杂复合材料的动态模量E'随着体系中玻纤的含量增加而增大;当体系中加入增容剂后,复合材料的刚性得到进一步提高。但无论是否使用了增容剂PP-g-MAH,当体系中玻纤含量高于20%后,模量随玻纤含量增大的趋势变缓。当体系中增强相的含量增加,以及加入增容剂使增强相与基体的界面粘结得到改善后,PP基体的损耗因子 (tanδ) 峰值都有一定的减小。      

用液晶高分子微纤自增强的原位复合材料

刚性棒状的主链型热致液晶聚合物(TLCP)能自组织形成液晶畴,具有各向异性和优异的物理性质。将其加入到热塑性聚合物(TP)中,可明显改善体系的加工特性,并能"原位"生成高长径比、高模量和高强度的微纤,形成自增强的原位复合材料。本文作者简述了原位复合材料的加工流变学和微观结构形态;详细讨论了TLCP/TP原位复合材料的化学组成、物理性质(特别是相容性),和加工成型参数等因素对TLCP微纤的"原位"生成及其性能的影响;重点阐述了TLCP/TP共混体系的增容技术。文中作者首次提出了在加工过程中引入电场协助微纤原位生成,制备高性能原位复合材料的新概念。     

热致液晶聚合物微纤与短切玻璃纤维原位混杂增强的聚碳酸酯复合材料

聚碳酸酯/热致液晶聚合物(TLCP)/玻璃纤维三元体系经过注塑成型,TLCP在加工过程中原位形成直径在1 μm以下的微纤结构.同时 ,由于TLCP具有剪切变稀的流变性能,使得三元体系的加工性能比聚碳酸酯/玻璃纤维二元体系有所改善,玻璃纤维的折断率降低,玻璃纤维在加工流动方向上的取向增加,从而得到既具有优异力学性能又有良好熔融加工性的聚碳酸酯原位混杂复合材料.     

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。     

TLCP/SF/酚醛树脂混杂复合材料的摩擦磨损性能

采用自行合成的热致性液晶聚合物(TLCP)与酚醛树脂(PF)通过熔融挤出进行原位复合,加入经过表面处理的剑麻纤维(SF),通过辊炼、模压成型制备了TLCP/SF/PF混杂复合材料。研究液晶聚合物的种类对TLCP/SF/PF混杂复合材料摩擦磨损性能、硬度、动态力学性能的影响,使用扫描电子显微镜(SEM)观察了混杂复合材料的磨损面形貌,分析了混杂复合材料的摩擦磨损机理。研究结果表明,液晶聚合物聚对苯二甲酰-双(对羟基苯甲酸)癸二醇酯(PHDT)使TLCP/SF/PF的体积磨损率降低了15%,Tg提高了10℃。TLCP与剑麻纤维协同改善了混杂复合材料的摩擦性能,为制备无石棉摩擦材料提供理论参考。     

液晶高分子及其原位复合材料研究进展

综述了近年来液晶聚合物及其原位复合材料的研究进展，重点阐述了目前商品化的液晶共聚酯的性能及结构，热致液晶聚合物(TLCP)与热塑性工程塑料(TP)进行原位复合时TLCP微纤化形成的机理及流变学性能，从而探讨复合材料微观结构与力学性能的关系，聚合共混物的加工性能。另外，还介绍了液晶聚合物原位复合材料的界面相容性，不同的相容剂对共混物界面附着力的改善作用。     

聚砜与热致液晶聚合物原位复合材料相变温度的研究

系统探讨了液晶聚合物的分子结构、热历史、增容剂等对聚砜和液晶聚合物原位复合体系相变温度的影响.结果表明,液晶聚合物与聚砜分子结构相似时,二者相容性较好;测试时升温速率越高,所得DSC曲线的峰幅越大.第二次加热有利于测试玻璃化转变温度;加入增容剂,原位复合材料中二组分间相互作用增强.最后,研究了原位复合材料的热机械性能,纯聚合物的温度-形变曲线上只有一个转折点,而原位复合材料有两个分别对应于纯组分的转折点.     

原位混杂增强热塑性复合材料

提出原位混杂复合材料的结构模型,以聚醚醚酮(PEEK)及聚碳酸酯(PC)为基体进行原位混杂复合.对所得的热致液晶聚合物(TLCP)微纤与宏观纤维混杂增强的TLCP/碳纤维(CF)/PEEK和TLCP/玻璃纤维(GF)/PC原位混杂复合材料的加工流变学、几何学与力学特性进行了研究.     

聚砜与热致液晶聚合物原位复合材料相变温度的研究

系统探讨了液晶聚合物的分子结构、热历史、增容剂等对聚砜和液晶聚合物原位复合体系相变温度的影响.结果表明,液晶聚合物与聚砜分子结构相似时,二者相容性较好;测试时升温速率越高,所得DSC曲线的峰幅越大.第二次加热有利于测试玻璃化转变温度;加入增容剂,原位复合材料中二组分间相互作用增强.最后,研究了原位复合材料的热机械性能,纯聚合物的温度-形变曲线上只有一个转折点,而原位复合材料有两个分别对应于纯组分的转折点.      

原位混杂增强塑性复合材料

提出原位混杂复合材料的结构模型,以聚醚醚酮（PEEK）及聚碳酸酯（PC）为基体进行原位混杂复合,对所得的热致液晶聚合物（TLCP）微纤与宏观纤维混杂增强的TLCP／碳纤维（CF）／PEEK和TLCP／玻璃纤维（GF）／PC原位混杂复合材料的的加工流变学,几何学与力学特性进行了研究。     

热致液晶聚合物/热塑性柔性聚合物原位复合材料研究进展

综述了热致液晶聚合物 ( L CP)原位复合材料的研究近况 ,评述了含有 L CP的共混物中微纤形成的条件和影响因素 ,分析了组分高聚物的流变性能与共混体系流变性能的关系。阐明了热致液晶原位复合材料结构与性能的关系以及该类材料加工成型的流变特性。     

聚砜-聚对苯二甲酸乙二醇酯嵌段共聚物对聚砜/半芳族聚酯液晶共混体系的增容改性作用

合成了具有不同分子量的PSF－PET共聚物。考察了这种共聚物对于聚砜／热致液晶聚合物（PSF／TLCP）共混物的增容改性效果。这种增容剂的增容改性效果与其分子量的大小有关,分子量较大共聚物的增容效果较好。与未增容体系相比,只加入少量分子量较高的PSF－PET共聚物,原位复合体系的多项力学性能得到明显提高,液晶聚合物分散相分散更均匀,且仍然以微纤状分散在基体中。     

GO/TLCP/PF混杂复合材料的热性能和动态力学性能

采用熔融挤出法将热致性液晶聚合物(TLCP)与酚醛树脂(PF)熔融挤出,分别加入氧化石墨烯(GO)、KH550改性GO(KH550-GO)、KH560改性GO(KH560-GO),制备出GO/TLCP/PF混杂复合材料,研究GO的加入对GO/TLCP/PF混杂复合材料的热性能、力学性能、动态力学性能、蠕变和应力松弛的影响。结果表明:GO的加入可提高GO/TLCP/PF混杂复合材料的热性能、力学性能以及动态力学性能;仅加入1%KH560改性的GO,GO/TLCP/PF混杂复合材料的冲击强度比PF复合材料提高了25.6%,储能模量提高了28.1%,蠕变和应力松弛性能也得到改善。其原因是,GO与TLCP具有一定的协同增强效应。     

原位复合材料的微观形态

将热塑性树脂聚砜与４种自制的热致液晶聚合物熔融共混，制备原位复合材料，采用了３种制样方法：①毛细管直接法；②单螺杆直接挤出法；③先用混合机混合均匀，再用单螺杆挤出。研究了液晶聚合物的分子结构、分子量、含量以及加工方法对原位复合材料微观形态的影响。结果发现，液晶聚合物分子链的刚性越大，其取向成纤性越好；对同一液晶聚合物而言，其分子量越大，则成纤性越好；在其它条件相同时，液晶聚合物含量越少，则所形成的纤维直径越细；３种制样方法中，第三法最佳，用此法可得分布均匀且取向性好的微纤。     

液晶嵌段共聚物对PC/TLCP共混体系相容作用的研究

利用热致液晶高分子(TLCP)PET/60PHB与聚碳酸酯(PC)的多嵌段共聚物作为相容剂,研究了PC与该TLCP共混体系的力学性能、热性能、形貌及织构.研究表明,PC/TLCP二元共混物的相容性很差,TLCP在加工条件下不能形成分散于基体中的具有一定长径比的微纤,得到材料的力学性能较PC基体有所下降.相容剂的加入明显的改进了体系的相容性,表现在三元共混物的力学性能提高、微观TLCP粒子的直径变小,两相界面模糊.     

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。     

热致液晶聚合物微纤与短切玻璃纤维原位混杂增强的聚 …EI

聚碳酸酯／热致液晶聚合物（ＴＬＣＰ）／玻璃纤维三元体系经过注塑成型，ＴＬＣＰ在加工过程中原位形成直径在１ｕｍ以下的微纤结构，同时，由于ＴＬＣＰ具有剪切变稀的流变性能。使得三元体系的加工性能比聚碳酸酯／玻璃纤维二元体系有所改善，玻璃纤维的折断率降低，玻璃纤维在加工流动方向上的取向增加，从而得到既具有优异力学性能又有良好熔融加工性的聚碳酸酯硪位混杂复合材料。     

热致性液晶/氧化石墨烯/酚醛树脂复合材料的力学性能与摩擦性能研究

将酰氯化后的氧化石墨烯与热致性液晶聚合物经溶液混合法制备热致性液晶聚合物/氧化石墨烯(TLCP/GO)混杂材料;通过辊炼、挤出、模压成型工艺制备热致性液晶聚合物/氧化石墨烯/酚醛树脂(TLCP/GO/PF)复合材料,研究TLCP/GO混杂材料含量对酚醛树脂复合材料的力学、动态力学及摩擦性能的影响。结果表明:添加量为0.5%时复合材料的弯曲强度及弯曲模量分别提高了26%及11%;添加量为0.5%时,复合材料初始储能模量提高了31.5%,同时,混杂材料的加入一定程度上改善了复合材料的摩擦磨损性能,其中混杂材料添加量为0.5%时,复合材料的摩擦系数在0.39~0.28之间,250℃时,复合材料的磨损率为0.39×10-7cm3/N·m,比纯酚醛复合材料降低48.7%,表明TLCP与GO具有协同增强作用。     

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.     

通过挤出-热拉伸制备CB/PET/PE导电复合材料

在前期热塑性塑料原位成纤研究基础上，尝试通过挤出-热拉伸制备原位微纤化炭黑(CB)／聚对幕二甲酸乙二醇酯(PET)／高密度聚乙烯(HDPE)导电复合材料。先将CB／PET熔融混合制成母料，再将母料和HDPE按一定的比例挤出一热拉伸。实验发现，体系成纤性能受母料的熔融粘度影响。在相对低的CB含量下，复合物能形成较好的原位微纤，从而具有较好的电性能．