Fabrication and properties of graphite nanosheets/poly（vinyl chloride） composites

利用超声作用制备纳米石墨微片（nano-Os）,并采用混酸对其进行表面活化,最后通过熔融共混法制备nano-Gs／聚氯乙烯（PVC）复合材料。通过FTIR、SEM对nano-Gs的结构进行表征,并研究了nano-Gs对nano-Gs／PVC复合材料导电性能和力学性能的影响。FTIR分析表明：nano-Gs经混酸处理后表面活性官能团含量明显升高,并与PVC分子链发生一定程度的氢键作用;SEM图片显示：nano-Gs厚度为30-80nm,其微片宽度为4-20μm,在PVC树脂基体中呈无规状均匀分布;导电性能测试表明：随着nano-Gs含量升高,nano-Gs／PVC复合材料的体积电阻率呈非线性降低趋势,最低为10^[3]Ω·cm,nano-Gs的逾渗阈值为10％（质量分数）;力学性能测试表明,随着nano-Gs含量升高,nano-Gs／PVC复合材料的拉伸强度及缺口冲击强度均先升高后降低,nano-Gs质量分数为1％时,复合材料的拉伸强度及缺口冲击强度均达到最大值,相比纯PVC分别升高约14％和38％。     

改性石墨烯/聚氯乙烯复合材料的制备及性能

采用不同含量的硅烷偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）对石墨烯（GE）进行改性,将改性GE（KH-GE）与聚氯乙烯（PVC）进行熔融混炼制备KH-GE/PVC复合材料。通过FTIR、Raman、XRD、TEM和SEM表征改性前后GE结构变化,并考察了KH-GE/PVC复合材料的力学性能、导电性能及稳定性能。结果表明,GE∶KH570质量比为1∶2时,KH-GE的层间距较大,改善了GE的团聚,使GE在PVC基体中的分散得到了改善。随着KH-GE含量的增加,KH-GE/PVC复合材料的力学性能显著提高,当KH-GE质量分数为1.5wt%时,KH-GE/PVC复合材料的拉伸强度和断裂伸长率分别为23.98 MPa和226.78%,比未添加KH-GE的PVC复合材料分别提高了51.1%和65.73%;相对于纯PVC,当KH-GE质量分数为1.5wt%时,对应的50%热失重（T_50%）及90%热失重（T_90%）分别从289.81℃和486.01℃提高到298.51℃和596.53℃,提高了KH-GE/PVC复合材料的热稳定性,导电性也显著提高。     

ATRP法在纳米SiO_2表面接枝PBA及其对PVC的改性

采用原子转移自由基聚合法(ATRP)在纳米二氧化硅(SiO2)粒子表面接枝聚丙烯酸丁酯(PBA),并以此对聚氯乙烯(PVC)进行改性。红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)及力学性能等测试结果表明,所制备的SiO2-g-PBA纳米复合粒子在PVC中分散均匀,使PVC/SiO2-g-PBA复合材料的缺口冲击强度及拉伸强度均明显高于PVC及PVC/SiO2复合材料。当SiO2-g-PBA纳米复合粒子的质量分数为5%时,PVC/SiO2-g-PBA复合材料的冲击强度达到9.5kJ/m2,较纯PVC提高了280%,同时拉伸强度也有一定的提高,达到了65.3MPa。     

电气石/PP复合材料的制备及性能研究

用钛酸酯对电气石进行改性,得到疏水性电气石粉体;将改性后的电气石粉体与聚丙烯(PP)按一定比例混合,在挤出机上挤出造粒,在注塑机上注塑成型制备出电气石/PP复合材料。力学性能测试表明:复合材料的拉伸性能、冲击性能都有一定程度的提高;当电气石含量为3%时(wt,质量分数),复合材料拉伸强度、冲击强度分别提高了15.38%和11.79%。电气石/PP复合材料同时具有释放负离子的功能,随着改性电气石含量的增加,复合材料负离子释放量不断增加。     

聚乳酸/生物基尼龙复合材料的结晶、流变和 力学性能

为改善聚乳酸的韧性,在聚乳酸基体材料中加入生物基尼龙11,以Joncryl 4468为相容剂,采用双螺杆熔融共混制备聚乳酸/尼龙11/4468复合材料,研究相容剂Joncryl 4468含量对复合材料的结晶、流变和力学等性能的影响。研究结果表明:聚乳酸/尼龙11/4468复合材料的拉伸强度和冲击强度显著增强,当聚乳酸的质量分数为78.4%、尼龙11的质量分数为20.0%、相容剂Joncryl 4468的质量分数为1.6%时,复合材料的拉伸强度和冲击强度相对于纯聚乳酸分别提升了约10.4%和40.0%,表现出良好的综合力学性能;聚乳酸/尼龙11/4468共混体系中聚乳酸的结晶度较纯聚乳酸提高了3.5%;相容剂Joncryl 4468的加入改善了复合材料的加工流动性能。     

Nano-Sb_2O_3对PBT基复合材料力学性能的影响

聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)材料由于具有耐高温性能在工程领域中应用较为广泛,但需要添加阻燃剂以改善其易燃的缺陷,然而阻燃剂的添加会使其力学性能受到影响。采用机械化学法制备了纳米Sb_2O_3(nano-Sb_2O_3)颗粒,并采用KH550改性剂对其进行改性处理,再通过熔融共混法制备了实验用nano-Sb_2O_3/BPS/PBT复合材料。通过拉伸和冲击两种测试手段对复合材料的力学性能进行研究,并利用SEM分析其断口形貌。研究结果表明:随着nano-Sb_2O_3含量的增加,复合材料的拉伸强度和冲击强度均呈现出先升高后降低的趋势;当nano-Sb_2O_3的质量分数为1. 5%时,复合材料的力学性能最优;当nano-Sb_2O_3的质量分数超过1. 5%时,复合材料中产生了软团聚现象,其力学性能明显下降;通过SEM观察到nano-Sb_2O_3/BPS/PBT复合材料的冲击断面处有大量银纹生成,屈服现象明显。     

竹炭和壳聚糖对聚氯乙烯基木塑复合材料界面性能的影响

以杨木粉为填充材料,聚氯乙烯（PVC）为基体材料,添加竹炭和壳聚糖,采用挤出成型制备竹炭和壳聚糖改性木粉/PVC木塑复合材料,采用SEM观察复合材料表面微观形貌,采用综合热分析仪分析复合材料的热稳定性,采用FTIR分析其官能团变化,测试了木粉/PVC木塑复合材料的力学性能。结果表明:复合添加竹炭和壳聚糖可较好地改善木粉和PVC的界面作用力和界面相容性,提高复合材料的力学性能,其拉伸强度、冲击强度、弯曲强度和弯曲模量分别比未添加增加14.6%、28.8%、11.1%和4.85%,且复合材料的微观界面缺陷较少;竹炭可提高复合材料的热稳定性,复合添加竹炭和壳聚糖可增加复合材料中羟基、氨基和亚甲基的数量,减弱碳氯键的结合强度,从而增强复合材料中木粉和PVC的界面结合力。      

马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物和6K碳纤维混合填充对聚酰胺66性能的影响研究

以6K碳纤维作为主要增强材料,加入相容剂马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物(POE-g-MAH)制备聚酰胺66增强增韧复合材料,对复合材料的摩擦学性能和力学性能进行了表征。通过对比相容剂加入前后材料的摩擦系数、磨损体积以及摩擦界面温度来研究POE-g-MAH的加入对复合材料摩擦学性能的影响;另一方面,POE-g-MAH的加入改善了复合材料的力学性能(对比15%碳纤维情况下):未添加时材料的拉伸强度为47.88MPa,缺口冲击强度为7.47kJ/m2。添加后材料拉伸强度为94.80MPa,其缺口冲击强度可达到9.56kJ/m2。其拉伸强度提高了98%,缺口冲击强度提高了28%。     

酚醛树脂/TiC/石墨复合材料双极板的性能分析

以改性酚醛树脂(PF)、TiC和石墨粉(EG)作为原料,通过一次模压成型工艺制备一种质子交换膜燃料电池复合材料双极板,并借助扫描电镜表征了复合材料的微观结构。研究了酚醛树脂的含量、成型压力以及TiC的含量对复合材料导电性能、力学性能的影响。实验结果表明:随酚醛树脂含量的增加,导电性能降低,力学性能升高;随成型压力的增大,导电性能和力学性能都呈升高趋势;随TiC含量的增加,力学性能增强,导电性能呈先增大后减小的趋势。当酚醛树脂和TiC质量分数各为10%,成型压力为60MPa时,所得复合材料弯曲强度>36MPa,抗压强度分别>30MPa,体积电导率>150S/cm。     

石墨烯微片对尼龙6的改性研究

采用共混法制备尼龙6/石墨烯微片(GNPs)复合材料,研究了其导电性能、摩擦磨损性能及力学性能,并利用扫描电镜观察分析了材料磨损表面形貌,同时将其结果与炭黑(CB)体系进行了比较。结果表明,PA6/GPNs的渗滤阀值为15%(质量分数,下同),远低于PA6/CB的30%;GNPs的加入降低了材料的摩擦系数和磨损率,并在其含量为10%时达到最佳,分别降低30%和50%;提高了材料的拉伸强度、断裂伸长率、硬度,但冲击强度下降。CB的加入提高了材料的耐磨性、硬度,但摩擦性能、拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度均下降。     

Influence of fiber content on mechanical,morphological and thermal properties of kenaf fibers reinforced poly(vinyl chloride)/thermoplastic polyurethane poly-blend composites

Kenaf (Hibiscus Cannabinus) bast fiber reinforced poly(vinyl chloride) (PVC)/thermoplastic polyurethane (TPU) poly-blend was prepared by melt mixing method using Haake Polydrive R600 internal mixer. The composites were prepared with different fiber content: 20%, 30% and 40% (by weight), with the processing parameters: 140 °C, 11 min, and 40 rpm for temperature, time and speed, respectively. After mixing, the composite was compressed using compressing molding machine. Mechanical properties (i.e. tensile properties, flexural properties, impact strength) were studied. Morphological properties of tensile fracture surface were studied using Scanning electron microscope (SEM). Thermal properties of the composites were studied using Thermogravimetric Analyses (TGA). PVC/TPU/KF composites have shown lower tensile strength and strain with increase in fiber content. Tensile modulus showed an increasing trend with increase in fiber content. Impact strength decreased with increase in fiber content; however, high impact strength was observed even with 40% fiber content (20.2 kJ/m²). Mean while; the 20% and 30% fiber contents showed higher impact strength of 34.9, 27.9 kJ/m²; respectively. SEM showed that there is poor fiber/matrix adhesion. Thermal degradation took place in three steps. In the first step, composites as well as the matrix had a similar stability. At the second step, matrix showed a slightly better stability than the composites. At the last step, composites showed a better stability than the matrix.     

硅灰石填充β-聚丙烯基复合材料的增强增韧

为了获得高韧性硅灰石填充β-聚丙烯基（W/β-PP）复合材料,采用负载庚二酸钙的硅灰石（β-W）填充聚丙烯（PP）制备。研究了W/β-PP复合材料中β-W的β-成核作用,并对比了硅灰石和β-W填充PP基复合材料的力学性能。结果表明:硅灰石填充聚丙烯（W/PP）复合材料主要形成α-晶,而β-W对PP结晶具有强的β-成核作用;W/PP复合材料的缺口冲击强度低于β-聚丙烯（β-PP）,硅灰石与PP的β-晶之间存在协同增韧作用,导致W/β-PP复合材料的缺口冲击强度高于β-PP;随着β-W含量的增加,W/β-PP复合材料的缺口冲击强度先增大后减小,在其质量分数为5%时达到最大值;同时硅灰石的增强作用可以提高β-PP的刚性。      

硅烷接枝交联对MgO/高密度聚乙烯复合材料性能的影响

采用两步法反应挤出工艺制备硅烷接枝交联MgO/高密度聚乙烯(MgO/HDPE)导热复合材料,研究了硅烷接枝、交联对MgO/HDPE复合材料的结晶性能、力学性能、耐热性、导热性能的影响,并利用FTIR和DSC对其接枝交联、结晶情况进行表征。结果表明,交联MgO/HDPE复合材料的拉伸强度、缺口冲击强度、热变形温度(HDT)分别由未交联时的20.41 MPa、1.875kJ/m~2和74.6℃提升到27.24 MPa、7.875kJ/m~2和83.5℃,并且热导率保持基本不变0.447 W/(m·K)。     

GF/P(3HB-co-4HB)-PLA生物基复合材料的制备与性能

为了提高聚（3-羟基丁酸酯-co-4 羟基丁酸酯）-聚乳酸（P（3HB-co-4HB）-PLA）生物基共混材料的力学性能和尺寸稳定性,扩大应用领域,以P（3HB-co-4HB）和PLA共混物为基体,盐酸或偶联剂表面处理的玻璃纤维（GF）为增强材料,采用熔融共混法制备GF/P（3HB-co-4HB）-PLA复合材料。通过傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）、热失重分析仪（TGA）和万能电子拉力机等研究了GF表面处理方法对复合材料力学性能、热性能、尺寸稳定性及断面形态的影响。研究结果表明：表面改性GF的加入可显著提高P（3HB-co-4HB）-PLA共混材料的综合性能。经偶联剂表面接枝的GF可均匀分散在P（3HB-co-4HB）-PLA基体中并形成较强的界面结合。添加质量分数20%的偶联剂改性GF使复合材料的拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度和硬度分别提高了29.38%、20.32%、41.38%和15.31%;初始热分解温度（IDT）和维卡软化温度（VST）分别提高了6.64 ℃和10.7 ℃;室温和60 ℃放置60 d后复合材料试样长度方向的尺寸稳定性分别提高了32.47%和33.70%。     

麦秸秆粉/PP木塑复合材料紫外线加速老化性能

以麦秸秆粉为填充材料(质量分数50%),以聚丙烯(PP)膜为基体材料,采用混炼模压成型制备麦秸秆/PP木塑复合材料,对其进行紫外线加速老化实验,对比研究不同填充材料的木塑复合材料老化前后的力学性能和颜色变化,用FTIR分析探讨了复合材料老化机制,用SEM观察其表面微观形貌。结果表明,紫外线加速老化会导致麦秸秆/PP复合材料力学性能降低,当老化时间小于960 h时,麦秸秆/PP木塑复合材料弯曲强度、拉伸强度下降幅度较小,老化时间大于960 h时,力学性能下降幅度较大,材料褪色明显; 老化1200 h其弯曲强度、拉伸强度、冲击强度分别下降67.2%、47.89%、32.41%; 麦秸秆纤维中羟基加速了PP的紫外光降解,最终材料表面出现明显裂纹,部分纤维剥落并伴随有PP粉化现象。     

多单体熔融接枝PP增容PP/PVC共混体系的力学和流变性能研究

合成了一种新型的多单体接枝物PP－g-(St-co-MMA),研究了其对PP／PVC共混体系的增容作用。讨论了接枝物用量对共混物力学性能和流变行为的影响，并通过扫描电镜（SEM）对共混物的亚微观相结构进行了分析。结果表明，该接枝物对PP／PVC共混体系有较好的增容效果，材料的力学性能在接枝物用量为6份时出现峰值；加入接枝物能使体系的熔体粘度增加，并且在所研究的温度和压力范围内共混物熔体呈典型的假设性流体特性。     

功能化纳米氧化石墨烯/POE-g-MAH/聚苯乙烯复合材料的制备与性能

利用硅烷偶联剂(APTES)对氧化石墨烯(GO)进行功能化改性, 在不同的试验条件下制备了3种硅烷偶联剂功能化GO(APTES-g-GO)纳米填料, 并经熔融共混制备了APTES-g-GO填充改性的聚苯乙烯(PS)复合材料。为了改善复合材料的界面作用, 采用马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MAH)为增容剂。分别采用FTIR、XRD、TG、SEM以及拉伸和冲击测试对填料和纳米APTES-g-GO/POE-g-MAH/PS复合材料的结构和性能进行了表征和测试。结果表明:APTES已成功接枝于GO的表面上。接枝过程中, APTES对GO有一定的剥离和还原作用。随着填料含量的增加, 纳米APTES-g-GO/POE-g-MAH/PS复合材料拉伸强度和冲击强度均先上升后下降。当填料与基体质量比为0.75%时, 3种复合材料的拉伸强度和冲击强度都达到最大值, 其中纳米AS-GO/POE-g-MAH/PS复合材料的综合性能最好, 其拉伸强度和冲击强度比POE-g-MAH/PS分别提高了19%和 31%。共混过程中, APTES-g-GO与POE-g-MAH之间的反应改善了纳米APTES-g-GO/POE-g-MAH/PS复合材料的界面相互作用。APTES-g-GO均匀分散于复合材料中, 它的加入提高了复合材料的热稳定性能。添加AS-GO填料的复合材料热稳定性能提高最为明显, 含0.75% AS-GO的纳米AS-GO/POE-g-MAH/PS复合材料的最大失重温度比POE-g-MAH/PS提高了7 ℃。      

WF/PVC木塑复合材料理化性能的研究

选用废弃木粉、聚氯乙烯塑料为原料,通过硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂处理木粉、马来酸酐接枝共聚PVC等方法进行改性模压制备木塑复合料,并初步研究了其理化性能。结果表明,经改性剂处理复合材料的拉伸强度、冲击强度、吸水率及厚度膨胀率等理化性能均比改性前有所提高。经硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂处理木粉再分别与马来酸酐接枝共聚PVC树脂进行复合所制备的复合材料的性能明显优于单一种改性的性能。同时采用FT-IR、SEM对木塑复合材料进行了分析。     

废印刷电路板非金属粉填充聚丙烯的实验

采用熔融共混方法制备了废印刷电路板非金属粉/聚丙烯复合材料,并通过非金属粉润湿性能和缺口冲击断面形貌观察,分析研究了非金属粉添加对聚丙烯复合材料力学性能的影响。结果表明,非金属粉可以同时改善非金属粉/聚丙烯复合材料的拉伸、弯曲、低温冲击性能,但室温冲击性能降低;其中拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量、低温冲击强度最大增幅分别为16.3%、41.5%、63.5%、100%、45.7%;废印刷电路板非金属粉可作为聚丙烯的增强增韧填料。