聚酰胺6/纳米二氧化硅复合材料的制备和界面研究

采用原位聚合法制备了聚酰胺6/纳米二氧化硅（PA6/nano-SiO2）复合材料,用力学性能测试、 扫描电镜和差示扫描量热法对纳米SiO2粒子和PA6基体之间的界面黏结性进行了表征和研究。结果表明：利用经验公式和力学性能数据计算得知PA6/改性SiO2纳米复合材料的界面参数B值都比PA6/未改性SiO2纳米复合材料的大;SEM观察表明在PA6中加入纳米SiO2,材料的微观结构发生了变化,改性SiO2与PA6基体之间形成了较好的界面结合;分散于PA6基体中的纳米SiO2粒子起到了异相成核作用,改性后的SiO2和PA6基体之间形成柔性界面层有利于PA6基体的结晶。     

PE–HD/改性剑麻纤维复合材料的制备及性能

以高密度聚乙烯(PE–HD)为基体材料,剑麻纤维(SF)为增强填充材料,利用不同的偶联剂(硅烷偶联剂,钛酸酯偶联剂)改性SF,用熔融共混法制备一系列PE–HD/SF复合材料。采用扫描电子显微镜、广角X射线衍射仪、差示扫描量热仪、维卡软化仪及万能试验机等测试了复合材料的微观形貌、结晶性能、热及力学性能。结果表明,偶联剂改性的SF与PE–HD有着较好的界面结合,SF的添加使得PE–HD的结晶度下降,热变形温度提高;与未改性的SF相比,当硅烷偶联剂改性SF添加量为10%时,PE–HD基复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度明显提高。     

海泡石纤维/SiO_2复合材料的制备、表征及性能

采用KH560和KH602硅烷偶联剂对海泡石(SEP)进行有机复合改性,将改性海泡石(OMSEP)加至硅溶胶中制得海泡石纤维/SiO_2复合材料,采用SEM、XRD、FT-IR、TG等手段进行表征分析。结果表明:硅烷偶联剂通过接枝反应接在海泡石表面,并且部分偶联剂分子进入海泡石内部孔道,改变了海泡石的晶格结构。TG分析表明,通过硅烷偶联剂改性提高了海泡石的热稳定性。复合材料性能测试表明,有机改性海泡石的加入提高了硅溶胶的成膜性能、附着力及耐擦洗性能。当改性海泡石与硅溶胶质量比为3∶10时,耐擦洗性能最佳。     

硫酸钙晶须改性聚乙烯/聚酰胺6复合材料的热性能与力学性能研究

采用甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）对硫酸钙晶须（CSW）进行化学改性制备GMA接枝的CSW （G⁃CSW）,通过红外光谱分析仪（FTIR）和热失重分析仪（TG）对G⁃CSW的化学结构和GMA负载量进行表征;将改性前后的硫酸钙晶须和高密度聚乙烯（PE⁃HD）和聚酰胺6（PA6）熔融共混以制备PE⁃HD/PA6/CSW复合材料,通过扫描电子显微镜（SEM）、差示扫描量热仪（DSC）、TG和万能试验机对复合材料进行分析。结果显示,具有桥接结构的PE⁃HD/PA6/G⁃CSW复合材料有更好的结晶性能、热稳定性和力学性能;由于CSW的长度大于PA6的直径,CSW在复合材料中穿过PA6相并插入PE⁃HD相中,形成桥接结构;G⁃CSW在复合材料结晶过程中有异相成核作用,有助于PA6的结晶过程,提高结晶度。     

PA6/海泡石复合材料的制备及性能研究

将海泡石酸活化后经熔融共混制备了聚酰胺(PA)6/海泡石复合材料,研究了复合材料的微观结构、吸湿性能、结晶行为及力学性能.结果表明,海泡石在PA6树脂中分散均匀;当海泡石质量分数为25%时,复合材料的饱和吸水率由纯PA6的11.0%下降到8.3%,吸湿性能得到改善,拉伸强度和弯曲强度则分别提高了13.5%和35.0%;复合材料中PA6的晶体尺寸变小,结晶温度升高,海泡石起到了异相成核的作用.     

有机海泡石对环氧树脂阻燃性能的影响

通过硅烷偶联剂对海泡石(SEP)进行改性制备有机海泡石(O-SEP),将O-SEP和环氧树脂(EP)复合制备EP阻燃复合材料。通过傅里叶红外光谱(FTIR)对O-SEP的结构进行表征,并利用热失重分析(TGA)、UL 94垂直燃烧测试和锥形量热测试(CCT)等手段对EP复合材料的热性能、力学性能和阻燃性能进行研究。结果表明:硅烷偶联剂可以实现SEP的有机改性;O-SEP的加入可以提高复合材料的弯曲强度和冲击强度;随着O-SEP含量的增加,复合材料的热稳定性逐渐提高,O-SEP的引入可以提高复合材料的阻燃性能。     

PP/PA6/OMMT复合材料力学性能与结晶性能的研究

采用3种不同有机改性过的蒙脱土(牌号为DK2,DK3,DK5)熔融插层法制备了PP/PA6/OMMT纳米复合物材料,在此基础上使用1%～7%的DK2的蒙脱土再次制备PP/PA6/OMMT纳米复合物材料,借助力学性能测试和差示扫描量热法(DSC)对体系的力学性能和结晶性能进行了研究。结果表明:使用DK2制备的复合材料的力学性能优于使用DK3和DK5制备的复合材料的力学性能;相对于纯PP,PP/PA6/OMMT纳米复合物材料随OMMT含量的增加,拉伸强度和弯曲强度是先增加后降低,最大下降幅度分别为8.7%和5.3%;冲击韧性一直上升达到9.61kJ/m2。OMMT的加入,对PP/PA6有异相成核的作用,提高PP/PA6的结晶速率和结晶度。     

不同偶联剂对PA6/硬石膏粉复合材料性能的影响

采用硅烷偶联剂KH560和钛酸酯偶联剂NDZ201对硬石膏粉进行表面改性,将其与聚酰胺6(PA6)共混,利用双螺杆挤出机制备出相应的PA6/硬石膏粉复合材料,研究了不同偶联剂对复合材料力学性能、熔融与结晶行为及热稳定性的影响。结果表明:KH560和NDZ201均以化学键的形式接枝到硬石膏粉的表面;与未改性硬石膏粉相比,改性后的硬石膏粉能更好地提高复合材料的力学性能,其中KH560对硬石膏粉的表面改性效果优于NDZ201;改性前后硬石膏粉的加入,不仅提高了PA6的结晶温度和结晶度,使PA6从α晶型向γ晶型转变,还有利于提高PA6的热稳定性。     

PP/PA6复合材料结构与力学性能的研究

通过熔融共混法制备了聚丙烯/聚酰胺6(PP/PA6)复合材料。研究了PA6和不同增容剂(马来酸酐接枝PP和马来酸酐接枝聚烯烃弹性体)对PP性能的影响。通过力学性能测试、DSC和SEM对PP/PA6复合材料的结构和性能进行了系统研究。结果表明:加入8%PA6和5%增容剂时,复合材料的综合力学性能最佳;PA6对PP有异相成核作用;在增容剂的作用下,PA6均匀地分散于PP基体中,从而起到良好的改性作用。摘要:     

表面处理工艺对PA6/硅灰石复合材料力学性能的影响

采用硅烷偶联剂KH-550和钛酸酯偶联剂JN-114及直接法和预处理法两种表面处理工艺对硅灰石进行表面改性并制备了相应的尼龙6(PA6)/硅灰石复合材料,分析和研究了这两种处理工艺对PA6/不同偶联剂改性硅灰石复合材料力学性能的影响.结果表明,直接法可以改善PA6/硅灰石复合材料的拉伸强度和冲击强度,其中KH-550的改善效果明显优于JN-114.预处理法可明显增加硅灰石表面活性基团的数量,进一步提高PA6/KH-550改性硅灰石复合材料的拉伸强度(最高达96.26 MPa);但对PA6/JN-114改性硅灰石复合材料力学性能的影响不显著.扫描电子显微镜(SEM)观察和熔体流动速率(MFR)测试表明,经预处理法处理的KH-550改性硅灰石与PA6的界面结合得到了进一步增强.     

热氧老化对长玻璃纤维增强聚酰胺6复合材料的影响

研究了160℃条件下不同热氧老化时间对未添加抗氧剂和添加抗氧剂的长玻璃纤维(LGF)增强聚酰胺(PA)6(PA 6/LGF)复合材料力学性能、热稳定性、结晶度及表面形貌的影响,并采用热重分析,差示扫描量热法分析和扫描电子显微镜观察对PA 6/LGF复合材料进行了表征。结果表明:PA 6基体分子链的断裂、降解以及LGF与PA 6基体的脱黏导致了PA 6/LGF复合材料宏观力学性能、熔融温度、结晶温度、结晶度以及热稳定性的下降。添加抗氧剂的PA 6/LGF复合材料拉伸强度保持率为83.9%,而未添加抗氧剂的复合材料则为76.8%。添加抗氧剂能使PA 6/LGF复合材料具有相对优异的力学性能保持率。     

PP/PS/煅烧高岭土复合材料的制备及性能研究

研究了用硅烷偶联剂KH560改性的煅烧高岭土对聚丙烯/聚苯乙烯(PP/PS)共混材料的结构及性能的影响。实验结果表明:随着改性煅烧高岭土的加入,复合材料的力学性能、热性能得到提高;加入质量分数为10%的煅烧高岭土时,复合材料的冲击强度提高了33.6%,SEM分析表明,煅烧高岭土的加入在一定程度上增加了PP、PS的相容性。     

废胶粉、滑石粉改性PA66/GF复合材料的制备与性能

采用硅烷偶联剂KH560表面改性废胶粉(WRP)、环氧树脂E44改性滑石粉(Talc),以尼龙(PA)66/玻璃纤维(GF)复合材料为基体,制备了WRP,Talc及两者协同改性的PA66/GF复合材料,研究了WRP,Talc及两者协同作用对复合材料力学性能、结晶性能和热稳定性能的影响。结果表明,当3份WRP经过1份KH560处理后,其与PA66/GF基体间的界面粘结性明显得到改善,其改性的复合材料弯曲强度和冲击强度最高,分别比PA66/GF基体提高了11.09%和2.05%。当1份Talc经过3份E44处理后,其在基体中具有良好的分散性,改性的复合材料弯曲强度和冲击强度达到最大,分别比基体材料提高了13.89%和8.42%。WRP与Talc均能促进复合材料的结晶,但两者协同作用对复合材料结晶性能没有明显的影响。采用1份KH560处理的3份WRP协同3份E44处理的1份Talc对复合材料进行改性,可使弯曲强度和冲击强度相比基体分别提高16.97%和6.25%,且使复合材料具有良好的热稳定性能,达到了低成本WRP和Talc改性制备高性能橡塑复合材料的目的。     

PBAT/PA6原位微纤复合材料的性能

为了对聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯(PBAT)进行增强改性,选择尼龙6 (PA6)作为分散相,采用自制的多级挤出拉伸装置制备了PBAT/PA6原位微纤复合材料。通过扫描电子显微镜、万能试验机、差示扫描量热仪与旋转流变仪对PBAT/PA6原位微纤复合材料的微观结构、力学性能、结晶性能及流变性能进行研究。结果表明,分散相PA6在PBAT基体中形成了微纤,当PA6质量分数为4%时,在PBAT-4试样的断面中PA6分散相呈短棒状形状,随着PA6含量的增大,PA6微纤平均直径逐渐增大,其直径分布范围也增大;当PA6质量分数为12%时,PBAT-12试样中的PA6微纤长度较长,大部分PA6微纤的长度大于30μm。PA6的加入提高了PBAT的结晶温度及屈服强度,PA6微纤对PBAT的结晶起到明显异相成核作用,使PBAT的结晶温度提高了14℃左右,PBAT/PA6原位微纤复合材料的玻璃化转变温度随PA6含量增加而逐渐向高温方向移动;随着PA6含量的增加,PBAT/PA6原位微纤复合材料的屈服强度及拉伸弹性模量先增大后减小,PBAT-12试样的屈服强度及拉伸弹性模量最大,分别为10.3 MPa和233.5...     

回收聚丙烯/微晶纤维素复合材料的制备与性能研究

以回收聚丙烯(r PP)为基体、微晶纤维素(MCC)为增强材料、聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MA)为增容剂,使用双螺杆挤出机制备了r PP/MCC/PP-g-MAH复合材料。选用硬脂酸(SA)和硅烷偶联剂KH570作为改性剂对MCC进行表面改性,进一步提高MCC和基体的界面相容性。系统研究了改性MCC对复合材料的力学性能、热性能及结晶行为的影响。结果表明,添加9份SA改性MCC的聚丙烯复合材料的综合力学性能最佳;改性MCC的加入有利于提高复合材料的热稳定性。     

马来酸酐接枝物对PE/PA6共混物相容性的影响

采用熔融共混法制备了PP/PA6/POE-g-MAH和PP/PA6/PP-g-MAH共混物。通过扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热(DSC)仪分析和力学性能测试研究了增容剂POE-g-MAH和PP-g-MAH对PP/PA6共混物相容性、形态结构和宏观力学性能的影响。结果表明,在PP/PA6共混体系中分别加入POE-g-MAH和PP-g-MAH不仅能显著改善两相界面的相容性,减小分散相的粒径,而且能使共混物的力学性能显著提高。当增容剂的用量为5份时,PP/PA6共混物有较好的综合力学性能。POE-g-MAH和PP-g-MAH增容PP/PA6共混体系非等温结晶行为的研究表明,POE-g-MAH和PP-g-MAH均能促进PA6对PP基体的异相成核作用。     

微纳叠层制备HDPE/PA6原位成纤复合材料的形态及性能

采用微纳叠层共挤制备了高密度聚乙烯(HDPE)/聚酰胺6(PA6)原位成纤增强复合材料,通过扫描电子显微镜(SEM)分析了普通共混挤出和微纳叠层挤出共混物中分散相PA6的形态及分布;利用差示扫描量热仪(DSC)分析研究了复合体系中PA6对HDPE基体熔点和结晶性能的影响;讨论了两种加工方式条件下PA6添加量对复合材料静态力学性能的影响以及加工方式对复合体系力学性能的作用。结果表明:在微纳叠层挤出共混物HDPE/PA6(质量比85/15)中存在直径约为3μm的纤维;随着PA6含量的增加,复合体系的结晶度增大。     

稀土CeO_2对PA6复合材料性能的影响

以稀土氧化铈(CeO_2)为改性剂、聚酰胺6(PA6)为基体,通过熔融挤出制备了PA6/CeO_2复合材料,并且对不同CeO_2用量的PA6/CeO_2复合材料的力学性能、热性能、流变性能、抗紫外老化性能和微观结构进行了测试和分析。结果表明:随着CeO_2用量的增加,PA6/CeO_2复合材料的力学性能、热稳定性能、抗紫外老化性能和结晶温度均有所提高;CeO_2的加入未改变PA6/CeO_2复合体系的假塑性特征,改性后体系的剪切黏度有所增大,并且在同一剪切速率下,复合材料的剪切黏度随着温度升高而减小。CeO_2粒子在复合材料中分散均匀,与PA6相容性良好,并且有一定的增强增韧作用。     

尼龙6/碳化硅复合材料的制备及性能研究

采用熔融共混方法制备了尼龙6 (PA6)/碳化硅(SiC)复合材料;研究了不同SiC添加量对PA6/SiC复合材料的力学性能、结晶行为、断面形貌以及动态力学性能的影响。力学性能结果表明,加入SiC后,复合材料的力学性能明显提高,当SiC含量为5 phr时,复合材料的拉伸强度达到最大值70. 47 MPa,较PA6纯料提高了49. 51%,冲击强度达到7. 72 kJ/m~2,较PA6纯料提高了17. 3%,断裂伸长率从PA6纯料的2%提高到36. 6%。动态力学行为的测试结果显示,加入SiC后,在测试温度范围内,储能模量(E')均高于PA6纯料。DSC结果表明,加入SiC后,复合材料的结晶温度向高温移动,结晶度提高,并且结晶半峰宽降低,表明SiC起到了成核剂的作用,促进了PA6材料的结晶。SEM图像显示,SiC的加入促使PA6断面出现空穴化现象,产生剪切屈服,从而达到增韧效果。     

聚酰胺6/连续碳纤维复合材料的结晶行为

利用自行设计的浸渍装置,通过熔融浸渍法制备了连续碳纤维增强聚酰胺6(PA6/LCF)复合材料。研究了LCF对PA6/LCF复合材料结晶行为的影响。结果表明,LCF的加入对PA6基体具有异相成核作用,增容剂苯乙烯马来酸酐共聚物(SMAH)和聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)的加入均能促进LCF对PA6基体的异相成核作用。PA6的等温结晶均相成核和异相成核共存,PA6/LCF复合材料则以异相成核结晶为主。非等温结晶研究表明,随着冷却速率的增加,PA6,PA6/LCF复合材料的结晶速率变大,半结晶时间降低。