PCL/CNTs复合材料的性能

以聚己内酯(PCL)和碳纳米管(CNTs)为主要材料,采用熔融共混制备PCL/CNTs复合材料。随着CNTs含量增加,以直径为10 nm的CNTs(简称CNTs10)制备的PCL/CNTs10复合材料的拉伸强度先增加后降低,以直径为5 nm的CNTs(简称CNTs5)制备的PCL/CNTs5复合材料的拉伸强度先减小后增大,断裂伸长率先降低后增加,体积电阻率逐步降低。CNTs含量相同时,PCL/CNTs5复合材料的体积电阻率小于PCL/CNTs10;CNTs5含量分别为12%和14%时,复合材料的体积电阻率分别为0.92Ω·cm和0.52Ω·cm。扫描电子显微镜分析发现,随着CNTs含量增加,复合材料表面暴露的CNTs5数量逐渐增多,当CNTs10含量≥12%和CNTs5含量≥10%时出现一定的团聚。CNTs5含量为12%的复合材料综合性能最佳,其体积电阻率为0.92Ω·cm、拉伸强度为26.4 MPa、断裂伸长率为267.7%、撕裂强度为46.0 N/cm;在3.7 V直流电压下通电12 min,可从28℃上升到36℃,20 min后达到38℃,随后温度缓慢上升,该复合材料在热敷保健和医疗器械领域具有良好的应用前景。     

超细石墨/HNBR复合材料的性能研究

采用机械共混法制备超细石墨/氢化丁腈橡胶(HNBR)复合材料,研究超细石墨用量对超细石墨/HNBR复合材料性能的影响.结果表明,超细石墨用量对复合材料的硫化特性影响不大;随着超细石墨用量的增大,复合材料的邵尔A型硬度变化不大,100%定仲应力增大,拉伸强度和拉断伸长率减小,撕裂强度有所降低,体积磨耗量先增大后减小;当超细石墨用量达到40份时,复合材料的摩擦因数明显减小.     

膨胀石墨填充聚氯乙烯导热复合材料的性能研究

以膨胀石墨(EG)为导热填料,利用先开炼后模压的成型方法,制备膨胀石墨(EG)增强聚氯乙烯(PVC)导热复合材料,考察了含量变化对板材微观结构、导热系数、拉伸性能、弯曲性能的影响,并与其他成型方法进行对比分析。结果表明,膨胀石墨以石墨微片存在于树脂基体中,并随着含量的增加逐渐增强板材的导热性;填充膨胀石墨在增大板材刚度的同时,也会降低板材的拉伸强度和弯曲强度,当膨胀石墨含量为15%时力学强度最优。     

3D打印ABS改性聚碳酸酯力学性能分析

以(ABS)和聚乳酸(PC)为实验原料,分别配制ABS质量分数为10%、20%、30%和40%的PC/ABS混合料,再经双螺杆挤出机挤出造粒后得到PC/ABS复合材料。分别以纯PC和不同组分的PC/ABS复合材料为实验材料,在粒料3D打印机上制备抗拉伸和冲击试样,并对打印制品做力学性能测试。实验结果表明,随着ABS含量的增加,制品最大拉伸强度呈先减小后增大再减小的趋势,当ABS含量为30%时,复合材料的平均拉伸强度最大,为54.84 MPa。制品的抗缺口冲击强度随着ABS含量的增大呈先增大后减小的趋势,当ABS含量为30%时,材料的抗冲击强度最大,为24.8 kJ/m~2。     

MPP/PER膨胀型阻燃剂对TPU/EVA性能的影响

研究了三聚氰胺焦磷酸盐(MPP)/季戊四醇(PER)膨胀型阻燃体系,对热塑性聚氨酯弹性体(TPU)/乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)复合材料阻燃、介电、力学性能及微观形貌的影响。结果表明,随着MPP在MPP/PER中的质量比增大,复合材料的阻燃性能呈先提升,后变差的趋势,击穿场强、体积电阻率、拉伸强度以及断裂伸长率呈先增大,后减小的趋势;当MPP/PER质量比为3/2时,复合材料的性能最佳,此时,复合材料的燃烧等级为V-0级且无滴落,燃烧后的炭层结构致密,氧指数为33%,击穿场强为21.9 MV/m,体积电阻率为5.521×10~8Ω·m,拉伸强度为5.61 MPa,断裂伸长率为513.21%,热稳定性得到提高。为研究TPU/EVA阻燃复合材料打下坚实的理论和实践基础。     

纳米ZnO改性环氧树脂研究

以镀锌渣为原料制备纳米ZnO,研究纳米ZnO的含量对EP/纳米ZnO复合材料的拉伸、弯曲和冲击等力学性能的影响。结果表明:添加普通ZnO和纳米ZnO均增加环氧树脂的拉伸强度和弯曲强度。随着普通ZnO含量的增加,复合材料的拉伸强度和弯曲强度增加。然而,随着纳米ZnO含量的增加,复合材料的拉伸强度和弯曲强度的增加幅度先增加后减小,当纳米ZnO含量为5%时,拉伸强度和弯曲强度最大。在含量相同的情况下,纳米ZnO增强效果优于普通ZnO;添加普通ZnO会降低环氧树脂的冲击强度,而一定量的纳米ZnO能增加其冲击强度。随着纳米ZnO含量的增加,复合材料的冲击强度也逐渐增大,当其含量为5%时,冲击强度最大。     

改性铝塑膜回收料/MWCNT复合材料的制备及性能研究

以高密度聚乙烯(HDPE)改性的铝塑膜回收料为基础原料,通过熔融共混的方式制备了铝塑膜改性料/多壁碳纳米管(MWCNT)复合材料。首先以乙醇和水的混合溶液作为溶剂,用硅烷偶联剂KH560对MWCNT进行表面处理,通过红外光谱、扫描电镜对改性MWCNT的结构进行表征,红外数据表明MWCNT表面成功引入了硅烷偶联剂分子。考察了MWCNT含量对复合材料力学性能、流变性能及电磁屏蔽性能的影响。结果显示:复合材料的弯曲强度、拉伸强度及缺口冲击强度均随MWCNT含量的增加呈现先增大后减小的趋势。加工流动性随MWCNT含量的增加呈逐渐降低的趋势。体积电阻率随MWCNT含量增加逐渐降低,电磁屏蔽效能逐渐升高。当MWCNT的含量为8%时,复合材料的体积电阻率为5.3×10~5Ω·cm,主体电磁屏蔽效能达到了20～30 dB。     

聚氯乙烯/炭黑/镀铜纳米石墨微片导电复合材料的研究

利用超声作用制备粒径为10μm,平均厚度约为100nm的纳米石墨微片（nano-Gs）,然后采用无钯无SnCl2化学镀铜新工艺对nano-Gs表面进行化学镀铜。通过熔融共混法制备聚氯乙烯（PVC）/镀铜nano-Gs和PVC/导电炭黑（CB）/镀铜nano-Gs复合材料。结果表明,当镀铜nano-Gs含量达到逾渗阈值12%（质量分数,下同）时,PVC/镀铜nano-Gs复合材料的体积电阻率达到了最低值104Ω·cm,但其拉伸强度及缺口冲击强度较纯PVC均有所下降;当镀铜nano-Gs含量达到10%,CB含量达到2%时,PVC/CB/镀铜nano-Gs的体积电阻率达到了最低值103Ω·cm,比PVC/镀铜nano-Gs降低了一个数量级,且其拉伸强度及缺口冲击强度较纯PVC均有所提高。     

镀镍石墨/MVQ复合材料的导电稳定性研究

以镀镍石墨(NCG)为导电填料,制备NCG/甲基乙烯基硅橡胶(MVQ)导电复合材料,并对其物理性能、导电性能和导电稳定性进行研究。结果表明,当NCG用量为180份时,复合材料的导电性能和物理性能均较好;随着储存时间和热老化时间的延长,NCG/MVQ复合材料的体积电阻率均小于0.1Ω.cm,导电稳定性良好;随着伸长率的增大,NCG/MVQ复合材料的体积电阻率先缓慢增大后迅速增大;当伸长率为25%时,随着拉伸次数的增加,复合材料体积电阻率逐渐增大。     

不同膨胀体积改性膨胀石墨及其填充PA66性能

采用化学氧化法制备了不同膨胀体积的膨胀石墨(EG),通过聚丙烯酸酯对不同膨胀体积的EG进行包覆改性,利用改性后的EG制备改性EG/聚酰胺66(PA66)复合材料,研究了不同膨胀体积的改性EG对复合材料力学性能和导热性能的影响。结果表明,EG经丙烯酸酯改性后,EG的表面粗糙度和活性基团明显增加;复合材料弹性模量和弯曲强度均随改性EG膨胀体积的增加而增加,与未膨胀石墨相比,分别提升了36.1%、25.8%;拉伸强度、断裂伸长率和热导率随膨胀体积的增加呈先增加后减小的趋势。拉伸强度在EG膨胀体积为40 mL/g时达到最大值,为75.6 MPa;热导率在膨胀体积为20 mL/g时最佳,为2.56 W/(m·k),与未膨胀石墨相比,拉伸强度和热导率分别提升了33.3%和30.1%。     

3D打印碳纤维增强PLA试件的力学性能分析

以300目短切碳纤维(CF)和聚乳酸(PLA)为实验原料,分别配制CF质量分数为5%、10%、15%和20%的CF/PLA混合料,再经双螺杆挤出机挤出造粒后得到CF/PLA复合材料。分别以纯PLA和不同组分的CF/PLA复合材料为实验材料,在粒料3D打印机上制备抗拉伸、压缩、弯曲和冲击试样,并做力学性能测试。实验结果表明,随着CF含量的增加,材料最大拉伸强度呈先增大后减小的趋势,当CF含量为5%时,材料的平均拉伸强度最大,为48.45 MPa。材料的平均弯曲和压缩强度随CF含量的增加均呈先减小后增大再减小的趋势,且无CF填充时,二者的强度值最大,分别为114.77 MPa和103.94 MPa。材料的抗冲击强度随着CF含量的增大呈先增大后减小的趋势,当CF含量为5%时,材料的抗冲击强度最大,为14.49 kJ/m~2。     

石墨烯/硅橡胶复合材料的性能研究

研究了石墨烯/硅橡胶复合材料的导电性能和物理机械性能。结果表明,随着石墨烯用量的增大,复合材料导电性能增强;当石墨烯用量为5份时,复合材料体积电阻率达到3.0×102Ω·cm。随着石墨烯用量继续增大,复合材料导电性能增幅变小,物理机械性能下降;当石墨烯用量为10份时,复合材料拉伸强度和拉断伸长率均比硅橡胶材料下降35%左右,硬度提高近20度。     

石墨和碳纤维改性聚酰亚胺复合材料的导热性能

以石墨、碳纤维(CF)、聚酰亚胺(PI)三元复合材料为研究对象,考察了CF体积含量对PI三元复合材料导热性能的影响,并采用了拟二元体系模型探讨了石墨和CF填充PI复合材料的协同效应。结果表明,CF的加入可以提高复合材料的力学性能：拉伸强度呈现先升高后降低的趋势,当CF含量为11.8 %（体积分数,下同）时,拉伸强度可达66.37 MPa;弯曲强度随着CF体积含量的增而增加,当CF含量为24.6 %时,弯曲强度可达103.3 MPa。复合材料热导率呈非线性增长,表明石墨和CF间存在协同效应;当CF含量为34.1 %时,环境扫描电子显微镜分析表明,CF与石墨能很好地搭接,增大了传热面积,复合材料热导率可达0.512 W/(m·K),约是其计算值的2倍。     

PEEK基耐磨导电复合材料

以聚醚醚酮(PEEK)为基础材料,为发挥其优异的耐疲劳性,耐磨性和自润滑性,以期研发一种新型高耐磨导电受电弓滑板复合材料。设计采用PEEK和电解铜粉(微米级)及少量短切碳纤维(CF)等成分,通过干燥–共混–冷压–烧结–冷却的成型工艺制备了不同比例的PEEK/Cu,PEEK/Cu/CF复合材料,并对其摩擦学性能、导电性能、微观结构进行了研究。结果表明,PEEK/Cu复合材料中,随着电解铜粉含量的增加,摩擦系数先减小后增大,磨损量先减小再增加;当电解铜粉含量为50%时,其复合材料的摩擦系数和磨损量均最小;当电解铜粉含量达60%时,该材料的体积电阻率为6.05×10~(–5) Ω·m,表现出良好的导电性。PEEK/Cu/CF复合材料中,当电解铜粉含量大于40%时,随着电解铜粉含量的增加摩擦系数先增大后减小,磨损量先增大后减小;当电解铜粉含量为50%时,其摩擦系数和磨损量均最大;随着电解铜粉含量的增加,其复合材料的体积电阻率逐渐减小后趋于平稳。综合耐磨性和导电性等特性,含50%～55%电解铜粉的PEEK基复合材料可以用作受电弓滑板制作材料,也可望用作航空航天轻质、屏蔽材料。     

聚丙烯/炭黑/废纸纤维导电复合材料的性能研究

通过熔融共混方式制备了聚丙烯/炭黑/废纸纤维导电复合材料，研究废纸纤维含量和炭黑含量对复合材料体积电阻率、力学性能、流变性能和热稳定性能的影响，并通过扫描电镜分析了废纸纤维及炭黑在复合材料基体中的分散情况。结果表明：废纸纤维的加入有效降低复合材料的体积电阻率。当炭黑含量为12%时，随着废纸纤维含量由0增至10%，复合材料体积电阻率由2.41×1014Ω·cm降至9.3×108Ω·cm。废纸纤维能够有效提高复合材料的力学性能，当炭黑含量为12%、废纸含量为10%时，复合材料的拉伸模量、弯曲模量、冲击强度相比于未添加废纸时分别提高24%、35%和11.7%。废纸纤维的加入增加复合材料的平衡转矩，降低熔体流动速率，含量较高时影响作用明显。废纸纤维的加入降低聚丙烯/炭黑复合材料的热稳定性。     

PS-EG插层复合物制备及其改性聚苯乙烯的研究

通过化学氧化、高温处理将天然鳞片石墨制成膨胀石墨(EG),采用原位聚合法制备了聚苯乙烯-膨胀石墨(PS-EG)插层复合物,并将PS-EG复合物与PS进行熔融共混,研究了PS-EG复合物含量对PS结构及性能的影响。结果表明,PS-EG的加入,使得PS的冲击强度和热性能提高,而拉伸强度下降;当PS-EG含量为9%(质量分数,下同)时,PS的冲击强度提高了63.4%;EG在复合材料中呈蠕虫状分布;PS-EG复合物的存在增加了复合材料的界面效应,冲击断面呈现孔洞式结构。     

PEEK/ZA8复合材料的制备及力学与摩擦学性能研究

采用模压成型法制备了锌铝合金(ZA8)填充聚醚醚酮(PEEK)复合材料,研究了ZA8含量和固体添加剂石墨和聚四氟乙烯(PTFE)对复合材料力学和摩擦学性能的影响。结果表明,复合材料的力学性能随着ZA8含量的增加呈先增加后降低的趋势,冲击强度和拉伸强度在ZA8含量为10%(质量分数,下同)时最大,分别为16.21 kJ/m^2和111.59 MPa,与纯PEEK相比分别增加了10.3%和3.9%;复合材料的摩擦因数随ZA8含量的增加呈持续下降的趋势,在ZA8含量为40%时最低为0.275,与纯PEEK相比降低了38.6%;磨损量呈先减小后增大的趋势,在ZA8含量为10%时最低为7.2 mg,比纯PEEK减小了43.3%;石墨和PTFE的添加能有效减小PEEK/ZA8复合材料的磨损量,其中加入10%的PTFE(未添加石墨)所制得的复合材料的摩擦学性能最好,摩擦因数为0.22、磨损量为4.3 mg,与纯PEEK相比分别降低了50.9%和66.1%。     

既有建筑隔震碳纤维复合材料的性能测试

采用快速模压成型法制备了建筑隔震碳纤维复合材料,研究了模压压力、加压温度和固化温度对碳纤维复合材料拉伸性能和摩擦性能的影响。结果表明,当模压压力从6 MPa上升至14 MPa时,碳纤维复合材料的拉伸强度和标准化拉伸强度都呈现先增加后减小,摩擦系数表现为先减小后增大;当加压温度从100℃上升至130℃时,碳纤维复合材料的拉伸强度和标准化拉伸强度都先增大后逐渐减小,摩擦系数表现为先减小后增大;当固化温度从130℃上升至160℃时,碳纤维复合材料的拉伸强度和标准化拉伸强度都先增大后逐渐减小,摩擦系数表现为先减小后增大的趋势。适宜的建筑隔震碳纤维复合材料制备工艺为：模压压力10 MPa、加压温度110℃、固化温度140℃。     

粉煤灰空心玻璃微珠填充高密度聚乙烯的性能

采用从粉煤灰中提取的空心玻璃微珠,制备不同空心玻璃微珠含量的高密度聚乙烯复合材料,研究空心玻璃微珠对复合材料力学性能和结晶性能的影响.结果表明:随着空心玻璃微珠含量的增加,复合材料的拉伸强度逐步增大,弯曲强度和冲击强度先增大后减小,当空心玻璃微珠质量含量为5%时,弯曲强度和冲击强度达到最大.适量空心玻璃微珠的加入对复合材料的结晶性能有一定程度的改善.     

接枝物含量对高层建筑用GF/PP复合材料性能的影响

为了提高高层建筑用材料的力学性能,采用熔融共混的方法,在玻璃纤维(GF)增强聚丙烯(PP)复合材料中加入马来酸酐接枝PP(PP-g-MAH)与马来酸酐接枝聚烯烃(POE-g-MAH),分析接枝物含量对复合材料拉伸性能、弯曲性能以及冲击性能的影响。研究表明：当POE-g-MAH或PP-g-MAH的加入量为4 g时,复合材料的流动性明显改善,达到了最大熔体流动速率。当基体中接枝物含量上升后,复合材料的拉伸强度表现为先增大后减小的变化趋势,弯曲强度以及弯曲弹性模量都出现了先增大后减小的变化趋势,并在含有4 g接枝物时达到最大。当复合材料中接枝物含量增大后,含有POE-g-MAH接枝物的复合材料的冲击强度迅速增大。扫描电镜显示,加入接枝物后GF表面上存在明显附着物,GF和PP基体之间形成了良好相容性。