聚三氟氯乙烯/氧化石墨烯复合材料结晶行为及性能的研究

采用熔融共混工艺制备聚三氟氯乙烯(PCTFE)/氧化石墨烯(GO)复合材料，研究了GO含量对复合材料的结晶行为、热降解性能、力学性能与阻隔性能的影响，并分析体系性能变化的机制。结果表明：GO的加入可提高复合材料的力学强度与刚性。当GO含量为0.5%时，PCTFE/GO-0.5的拉伸强度可达45.5 MPa，较PCTFE提升了10%。当GO含量为2.0%时，PCTFE/GO-2.0的弹性模量与储能模量分别为903 MPa和21.1 GPa，分别较PCTFE提升13%和26%。复合材料的玻璃化转变温度较PCTFE升高1.7～6.1℃。力学性能的提升可归因于GO对PCTFE基体的增强作用。GO也能够作为PCTFE的异相成核剂，促进其成核，提高结晶度。GO对提升PCTFE的气体阻隔性能效果显著。随GO含量的增加，复合材料的氢气渗透系数逐渐降低。当GO含量为2.0%时，PCTFE/GO-2.0的氢气渗透系数可低至4.23×10^-15 cm³·cm/(cm²·h·Pa)，较PCTFE下降22%。     

海藻酸钠/CNC/山梨酸钾复合膜的制备及性能研究

以海藻酸钠为基材,纤维素纳米晶(CNC)为增强增韧剂,以山梨酸钾为防腐保鲜剂,采用流延法制备海藻酸钠/CNC/山梨酸钾复合膜。研究CNC、山梨酸钾的加入对海藻酸钠膜光学性能、力学性能、水蒸气阻隔性能等的影响。结果表明：随着CNC含量的增加,复合膜的透光率先增加后降低;添加山梨酸钾后,复合膜的透光率逐渐下降。CNC的加入使复合膜的拉伸强度和断裂伸长率均先提高后降低,水蒸气阻隔性能先降低后升高。随着山梨酸钾的添加,复合膜的拉伸强度逐渐降低,断裂伸长率先降低后增加,水蒸气阻隔性能先升高后降低。当CNC含量为5%、山梨酸钾含量为3%,复合膜的拉伸强度为120.78 MPa,断裂伸长率为4.38%,水蒸气透过系数为7.62×10^-13 g·cm/(cm²·s·Pa),与纯海藻酸钠膜相比,分别提高了21.66%、27.33%和17.59%,复合膜综合性能最佳。     

石墨微片对聚三氟氯乙烯结晶及性能的影响

采用熔融共混工艺制备了聚三氟氯乙烯（PCTFE）/石墨微片（GMS）复合材料,研究了GMS含量对复合材料的结晶行为、力学性能、微观结构、动态热力学性能与阻隔性能的影响,并对导致体系性能变化的机制进行了探讨。结果表明,GMS的加入提高了复合材料的力学强度与刚性。当GMS含量为0.3 %（质量分数,下同）时,PCTFE/GMS⁃0.3的拉伸强度可达50.5 MPa,较PCTFE提升了22 %。当GMS含量为2 %时,PCTFE/GMS⁃2的弹性模量与损耗模量为1 091 MPa与1 233 MPa,较PCTFE分别提升了36 %与60 %。并且,复合材料的玻璃化转变温度也有明显升高,较PCTFE增大了7~12 ℃。力学性能的提升可归因于GMS对PCTFE基体的增强作用。同时,GMS也能促进PCTFE成核,且少量GMS还可提高PCTFE的结晶度。此外,GMS对提升PCTFE的阻隔性能效果显著。随GMS含量的增加,复合材料的氢气渗透系数逐渐降低。当GMS含量为2 %时,PCTFE/GMS⁃2的氢气渗透系数可低至2.78×10^-15 cm³·cm/（cm²·h·Pa）,较PCTFE下降了49 %。     

干燥温度对纳米氧化石墨烯/PHBH复合膜结构及性能的影响

通过溶液浇铸法制备得到纳米氧化石墨烯（GO）/聚羟基丁酸-羟基己酸酯（PHBH）复合膜,利用SEM、XRD、DSC、拉伸测试、阻隔测试及透明度测试等检测手段,研究了不同干燥温度对复合膜结构及性能的影响,优化了制备工艺。结果表明：随着干燥温度的升高,GO在PHBH中的分散性以及复合膜的结晶度、断裂伸长率和阻隔性先增加后减小,而拉伸强度及透光率则随温度的增加而增加。当干燥温度为45℃→55℃梯度升温时,GO在PHBH中均匀分散,且复合膜的断面光滑,有良好的结晶度、热稳定性、力学及阻隔性能,其拉伸强度、断裂伸长率可分别达到20.11MPa、17.47%,且透氧系数及水蒸气透过系数分别为48cm³/(m²·d)、13.33g/(cm²·d),综合性能优于其他干燥温度下的复合膜。     

PGA/PBAT复合材料的性能及应用研究

采用熔融共混法制备了一系列不同组分含量的聚乙醇酸（PGA）/聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯（PBAT）复合材料，对复合材料的耐热性能、力学性能和水气阻隔性能进行了表征。结果表明，当PGA含量为80 %（质量分数，下同）时，注塑样条的拉伸强度为68.80 MPa、断裂伸长率为72.15 %、冲击强度为16.00 kJ/m²、负荷变形温度为120 °C，表明该复合材料可用于制备一次性餐具；当PGA含量为20 %时，吹塑薄膜的纵横向拉伸强度均在25 MPa以上，纵横向断裂伸长率均在600 %以上，表明该复合材料可用于生产膜袋产品；此外，随着PGA含量的增加，PGA/PBAT材料的水气阻隔性能也逐渐增加，其中含20 %PGA的PGA/PBAT复合膜的水蒸气透过率为纯PBAT薄膜的1/7。     

聚乙烯醇 /改性氧化石墨烯阻隔涂层的制备及性能研究

为研制高阻隔性能的聚乙烯醇涂层,选用氨基磺酸盐化合物对氧化石墨烯（GO）进行化学改性制备改性氧化石墨烯（SGO）,与聚乙烯醇（PVA）溶液共混制备了聚乙烯醇 /改性氧化石墨烯纳米复合膜及纳米复合涂层（PET基材）。探究了 SGO的结构变化及对复合膜力学性能的影响,以及不同含量的 SGO（20%~80%）对 PVA/SGO复合涂层阻水阻氧性能的影响。结果表明：氨基磺酸盐化合物成功改性并插入 GO层间; SGO的加入增强了复合膜的拉伸强度;复合涂层具有良好的有序排列结构,这种结构降低了 PET的水蒸气透过率和氧气透过量,当 SGO含量为 80%时, PET的水蒸气透过率和氧气透过量都达到最低,为 6. 99 g/（m²·d）和 0. 33 cm³（/ m²·24 h·0. 1 MPa）,同时在高湿度下复合涂层也保持较低的氧气透过量。     

无机纳米粒子结合抗氧化剂改性HDPE及性能

针对传统高密度聚乙烯(HDPE)材料硬度不足、热稳定性较差的问题，提出一种无机纳米粒子和抗氧化剂共同改性HDPE的方法。当HDPE与纳米硫酸钠质量比为9∶1时，HDPE/纳米硫酸钠复合材料拉伸强度为27.15 MPa;加入了抗氧化剂的HDPE/纳米硫酸钠复合材料热氧老化20 d后，断裂伸长率和拉伸强度分别为36.0%和39.50 MPa,热稳定性明显增强。经过增强的HDPE,拉伸强度和热稳定性均表现良好，可以作为包装行业的备选材料使用。     

碳纤维增强环氧树脂复合材料的制备及性能

采用二苯甲基二异氰酸酯(MDI)和硅烷偶联剂(KH550)对碳纤维进行表面改性,将改性后的碳纤维(MDI/KH550-CFs)与环氧树脂(EP)复合,制备了不同碳纤维添含量的环氧树脂基复合材料,通过扫描电镜、拉伸测试、抗冲测试、磨损测试等研究改性碳纤维含量对环氧树脂基复合材料力学性能的影响。扫描电镜结果表明,采用MDI和KH550改性后的碳纤维与环氧树脂具有较好的界面粘结性能;力学及摩擦磨损性能测试结果显示,加入碳纤维有利于改善材料的拉伸性能及耐磨性能,能够延长材料的使用寿命,并且不影响材料的抗冲击性能。当MDI/KH550-CFs含量为4%时,拉伸强度为25.862 4 MPa,与纯环氧树脂相比增强了62.4%;当其含量为2%时,最低磨损率为0.7×10^-4mm³/(N·m)。     

耐油增容剂POE⁃g⁃AN对EVA/PE⁃LLD电缆料性能影响的研究

采用自制乙烯⁃辛烯共聚物接枝丙烯腈（POE⁃g⁃AN）耐油增容剂,对乙烯醋酸乙烯脂（EVA）/线性低密度聚乙烯（PE⁃LLD）电缆料的耐油性能、力学性能、电性能进行了研究。结果表明,随着POE⁃g⁃AN含量的增加,材料的拉伸强度、耐油性能、电性能均呈先增大后减小的趋势,而断裂伸长率不断增加。当接枝物含量为6 %（质量分数,下同）时,体系中各相间相容性改善效果最好,此时改性电缆料的耐油性、拉伸强度、断裂伸长率、质量、体积变化率的绝对值最小,分别为35.7 %、34.6 %、15.69 %和15.35 %;拉伸强度提升了8.5 %,达到13.02 MPa,断裂伸长率最大为274.15 %;直流击穿场强最高为199 kV/mm,体积电阻率最大为7.84×10¹² Ω·m。     

异氰酸基改性剂的制备及在木塑材料中的应用

以4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)与十八醇为原料,制备了含异氰酸基的改性剂,并研究其对高密度聚乙烯(HDPE)/木粉复合材料和聚丙烯(PP)/木粉复合材料力学性能及加工性能的影响。结果表明,通过5%改性剂改性以后的木粉,其表面接触角能够达到144.3°。由改性木粉制备的HDPE/木粉复合材料,拉伸强度较未改性最多提高33.9%,断裂伸长率提高74.1%;当改性剂质量分数为3%时,塑化时间从169 s缩短至146 s,平衡扭矩从9.8 N·m减小到8.9 N·m,塑化温度从135.6℃降低至131.9℃。由改性木粉制备的PP/木粉复合材料,拉伸强度较未改性最多提高24.3%,断裂伸长率提高41.8%;当改性剂质量分数为3%时,塑化时间从144 s缩短至102s,平衡扭矩从10.7 N·m减小到7.3 N·m,塑化温度从174.7℃降低至162.7℃     

改性纤维素纳米晶/水性聚氨酯防腐涂料的制备

采用γ-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)对纤维素纳米晶(CNC)进行表面改性，通过原位聚合法将改性CNC与水性聚氨酯(WPU)交联复合，在交联剂三羟甲基丙烷(TMP)的协同作用下，合成高度交联的改性CNC/WPU复合材料。通过FTIR、XRD、SEM、拉伸实验、电化学极化曲线和EIS表征了复合材料的结构及性能。结果表明，TMP含量[以聚丙二醇(PPG)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)总质量为基准，下同]2.0%与改性CNC含量(以PPG和IPDI总质量为基准，下同)1.5%共同添加制备的CNC/WPU复合材料性能最优，所得复合涂层表面致密，拉伸强度较空白WPU样品得到明显提高；涂层吸水率降至约6.0%，耐水性能良好；腐蚀电流密度降至9.76×10^–8 A/cm²，阻抗谱容抗弧半径达3.15×10⁷Ω·cm²，盐水中浸泡168 h涂层表面无明显变化，是综合性能优良的耐腐蚀涂料。     

中空容器专用HDPE(HD5502GA)/nano-MMT复合材料力学性能分析

以HDPE(HD5502GA)和纳米蒙脱土为实验原料,分别配制纳米蒙脱土和改性纳米蒙脱土质量分数为1%、3%、5%、7%、9%的HDPE/nano-MMT混合料,再经双螺杆挤出机造粒后得到HDPE/nano-MMT复合材料。分别以纯HDPE和不同组分的HDPE/nano-MMT以及HDPE与改性纳米蒙脱复合材料为实验材料,经小型平板硫化机压片后,用仿形制样机和全自动缺口仪制备出抗缺口冲击样条,用仿形制样机制备出1A型试样样条,并对样条进行力学性能测试。实验结果表明,随着纳米蒙脱土含量的增加,复合材料的拉伸强度和抗缺口冲击强度都呈现出逐渐减小的趋势。随着改性纳米蒙脱土含量的增加,样条的拉伸强度呈现出先减小后增大再减小的趋势,当改性蒙脱土含量为1%时,复合材料的拉伸强度最大,为29.864 MPa;随着改性纳米蒙脱土含量的增加,样条的抗缺口冲击强度呈现出先增大后减小的趋势,当改性纳米蒙脱土的含量为3%时,复合材料的冲击强度最大,为11.932 kJ/m~2。     

椰壳纤维/玻璃纤维增强酚醛树脂复合材料的性能研究

以椰壳纤维和玻璃纤维为增强材料，以酚醛树脂为基体，经非织造工艺制备预成型件，采用模压成型工艺制备不同纤维体积分数的复合材料，分别对复合材料的力学性能、吸湿性能及耐热性能进行测试。结果表明：提高椰壳纤维/玻璃纤维含量可有效提高复合材料的拉伸强度和拉伸模量。当纤维含量达60%时，复合材料的拉伸性能达到最大。当纤维含量达70%，复合材料的抗弯性能最好。对椰壳纤维材料碱预处理能够有效提高材料的力学性能。综合成本及材料特性，材料最优制备工艺为椰壳纤维/玻璃纤维的体积比为1∶1，纤维含量为70%。当纤维含量为70%，椰壳纤维/玻璃纤维增强酚醛树脂复合材料的冲击强度最高为1.62 J/mm²。椰壳纤维的添加提高了材料在自来水、蒸馏水和海水等介质中的吸湿效率，但降低材料在250～550℃区间的热稳定性。     

聚丙烯/高密度聚乙烯/氮化硼导热复合材料的制备及性能研究

以聚丙烯（PP）/高密度聚乙烯（HDPE）共混物为基体，六方氮化硼（h-BN）为导热填料，聚丙烯接枝马来酸酐（PP-g-MAH）为相容剂，通过熔融共混法制备PP/HDPE/h-BN和PP/HDPE/h-BN/PP-g-MAH导热复合材料。采用导热系数仪、场发射扫描电镜、万能试验机、热分析仪等测试导热复合材料，研究不同含量的h-BN、PP-g-MAH对复合材料导热性、力学性能、结晶性能和耐热性的影响。结果表明：随着h-BN含量的增加，PP/HDPE/h-BN复合材料的弯曲强度、热导率和耐热性提高。当h-BN含量为20%，复合材料的弯曲强度达到41.02 MPa；当h-BN含量为25%，复合材料热导率达到0.372 1 W/（m·K）。h-BN对PP的结晶具有促进作用，提升PP的结晶速率和结晶温度。PP、HDPE与h-BN质量比为64∶16∶15时，添加5%的PP-g-MAH，增强了h-BN和基体材料的界面相容性，复合材料的弯曲强度达到42.72 MPa，拉伸强度达到26.64 MPa，热导率达到0.356 1 W/（m·K）。     

PA11/白炭黑纳米复合材料的制备及性能研究

以11-氨基十一酸和湿态白炭黑为原料,通过原位聚合的方法制备了尼龙11/白炭黑纳米复合材料,并用红外光谱仪和扫描电子显微镜等研究了纳米复合材料的形态结构、力学性能和阻隔性能。结果显示,当白炭黑含量增加时,拉伸强度和弯曲强度先显增大趋势;当白炭黑质量分数达到8%时,拉伸、弯曲强度达到最大值;之后,拉伸、弯曲强度开始减小。断裂伸长率则一直减小,无明显变化。尼龙11及其纳米复合材料的常温冲击强度也随着白炭黑含量的增加逐渐降低。此外,白炭黑的加入极大地提高了复合材料的阻隔性能。     

新型发泡剂制备PP微泡材料与性能研究

采用注塑法制备了PP微泡材料,并研究了发泡剂种类和用量对性能的影响。结果表明:新型发泡剂RS3000发泡效果明显优于AC和NaHCO₃;随着发泡剂用量的增加,拉伸强度和断裂伸长率逐渐降低,冲击强度先增加减小,密度则是先降低后增加;当发泡剂RS3000用量为0.5份时,性能最佳:拉伸强度20.4MPa、断裂伸长率564%、冲击强度50.6kJ/m²、密度0.879g/cm³。     

偶联剂处理对阻燃稻秸/HDPE复合材料性能的影响

以稻秸为反应相,采用原位聚合反应在稻秸表面构筑聚磷酸铵(APP),再与高密度聚乙烯(HDPE)复合制成APP/稻秸/HDPE复合材料。通过添加偶联剂(异氰酸酯、钛酸酯偶联剂、γ-氨丙基三乙氧基硅烷)探讨偶联剂对APP/稻秸/HDPE复合材料性能的影响。极限氧指数测试表明,偶联剂有利于提高稻秸/HDPE复合材料的阻燃性能,当钛酸酯偶联剂的质量分数为3.0%时,复合材料的极限氧指数最大,为23.68%。力学性能测试表明,偶联剂改性对APP/稻秸/HDPE复合材料的拉伸强度和弯曲强度影响不大,但能显著增加复合材料的断裂伸长率,特别是钛酸酯偶联剂使APP/稻秸/HDPE复合材料的断裂伸长率和冲击强度得到改善。SEM分析显示,偶联剂的加入改善了APP、稻秸、HDPE之间的相容性,当偶联剂为钛酸酯偶联剂时,APP/稻秸/HDPE复合材料界面相容性最佳。     

改性白泥/高密度聚乙烯复合材料的制备及其性能研究

以改性白泥和高密度聚乙烯(HDPE)为原料,研究了白泥/HDPE复合材料的热压工艺,分析了热压温度、热压时间、热压压力等因素对复合板材性能的影响。研究结果表明,最佳热压工艺条件为:热压时间14 min,热压温度170℃,热压压力9 MPa。在此条件下制作的白泥/HDPE复合材料具有较好的冲击强度、弯曲强度和拉伸强度等,拥有良好的综合性能。对铝酸酯与马来酸酐进行筛选,铝酸酯是白泥/HDPE复合材料较佳的表面改性剂,铝酸酯改性剂较佳的用量为2%。本文研究了白泥用量对白泥/HDPE合材料性能的影响。结果表明,当白泥用量为HDPE质量的10%时,白泥/HDPE复合材料的冲击强度,拉伸强度,弯曲强度等各项力学性能为各组中最大值,综合性能最好。     

尼龙610/蛭石纳米复合材料的阻隔阻燃性能

在对蛭石钠化和有机化修饰后,通过熔融共混法制备了尼龙610/蛭石纳米复合材料,研究了复合材料的阻隔阻燃性能。研究结果表明,随蛭石含量的增加,尼龙610/蛭石复合材料的透水汽速率和吸水率显著下降,当蛭石质量分数为5%时,复合材料的透水汽速率的能力仅为尼龙610原样的39.4%,吸水率为尼龙610原样的55%,蛭石的加入显著改善了尼龙610的阻隔性能。复合材料的极限氧指数(LOI)和质量保持率随蛭石含量的增加明显增大,热变形温度升高,复合材料燃烧时熔滴现象消失。蛭石与三聚氰胺氰脲酸盐的协同作用,使尼龙610的LOI达到30%左右,为难燃材料,尼龙610的阻燃能力增强。     

EVA对无卤阻燃聚烯烃复合材料性能的影响

分别采用直接共混法和母料共混法向聚烯烃/氢氧化铝(镁)中添加乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)制备无卤阻燃聚烯烃复合材料,研究了母料法和乙酸乙烯酯(VA)含量对复合材料力学性能及其加工性能的影响。结果表明:随着VA含量的增加材料的断裂能和屈服强度随之提高,平衡扭矩降低,阻燃性呈现先升高后降低的趋势。当VA含量为35%时材料的断裂能值达到1.48J、屈服强度为4.54MPa、断裂伸长率为218.12%、拉伸强度则达到7.86MPa、平衡扭矩降到了14.3N·m、氧指数(LOI)达到28。采用母料法制备的复合材料共混效果优于直接法,并且与直接法制备的复合材料相比拉伸强度、断裂伸长率有很大程度地提高。