硅酮粉改性超高分子量聚乙烯及其熔体纺丝加工性能

针对超高分子量聚乙烯（PE-UHMW）熔体加工性能差的问题,应用硅酮粉,采用熔融共混方法对PE-UHMW进行改性,以提高其熔体加工时的流动性。通过扫描电子显微镜与能量色散谱（EDS）表征了硅酮粉在PE-UHMW中的分布,并采用熔体速率测试、旋转流变测试,分析了硅酮粉含量对PE-UHMW熔体流动速率与流变性能的影响。对改性后的PE-UHMW采用熔体纺丝法制备了PE-UHMW单丝,并进行了拉伸强度测试。实验结果表明,随着硅酮粉的增加,其分散性逐渐变差,PE-UHMW熔体流动速率随硅酮粉含量先增加后降低,当硅酮粉质量分数达到4%,其熔体流动速率最高,复数黏度与储能模量最低,5%质量分数的硅酮粉在PE-UHMW基体中团聚较明显,改性后的PE-UHMW熔体流动性降低。熔体纺丝实验结果表明改性后的PE-UHMW可以通过普通单螺杆挤出机熔融挤出初生丝,经超倍热拉伸可以制备高强度单丝。当拉伸倍率为36时,质量分数3%的硅酮粉改性PE-UHMW单丝拉伸强度最高,可达1 565 MPa。因此综合考虑加工性能与单丝强度,采用质量分数3%的硅酮粉改性PE-UHMW较合适。     

超声辅助双螺杆机制备高密度聚乙烯/超高分子量聚乙烯复合材料及性能研究

利用超声辅助双螺杆挤出机制备高密度聚乙烯（PE-HD）/超高分子量聚乙烯（PE-UHMW）复合材料，并考察PE-UHMW含量对复合材料流变性能、结晶行为及力学性能的影响。结果表明，当PE-UHMW的含量不超过2.0 %（质量分数，下同）时，PE-UHMW在PE-HD基体内均匀分散，不存在相分离；由于PE-UHMW的相对分子质量非常大，分子链非常长，缠结程度大，其分子链松驰时间较长，有利于形成结晶前驱体，直至成核，随着PE-UHMW含量的增加，有利于成核，晶核数目明显增加，同时，PE-UHMW与PE-HD的缠结程度变大，约束了PE-HD分子链的运动，使其吸附于晶核心表面，分子链折叠排列形成结晶，最终复合材料体系的结晶度逐渐增大，片晶增厚；加入PE-UHMW后，复合材料的屈服强度、拉伸强度和断裂伸长率均明显提高。     

热处理对PPR/纳米TiO2复合材料力学性能的影响

制备了无规共聚聚丙烯(PPR)/纳米TiO₂复合材料，并研究了热处理对复合材料力学性能和断口形貌的影响。结果表明：使用4%(w)经硅铝复合包膜改性后的纳米TiO₂可大幅提高PPR的力学性能，复合材料的拉伸强度由未改性的24.0 MPa提高到36.5 MPa，断裂伸长率由未改性的45%提高到90%；热处理可消除复合材料内部热应力，促进结晶的完善，有效改善PPR/纳米TiO₂复合材料的拉伸性能及弯曲性能，热处理最佳温度为120℃，最佳时间为40 min，在此条件下，复合材料的拉伸强度及弯曲强度增幅分别达33.8%,35.9%。     

木质素基二氧化硅复合纳米颗粒的制备及在高密度聚乙烯中的应用

针对目前木质素基SiO₂复合纳米颗粒聚集严重及木质素负载量低,难以应用的现状,以碱木质素为主要原料,先通过磷酸化改性制备磷酸化碱木质素,再利用酸析共沉法将1.2份磷酸化碱木质素与1份纳米SiO₂(均为质量份)复合制备了木质素-SiO₂复合纳米颗粒,并探究复合颗粒对高密度聚乙烯(HDPE)力学性能的影响。FT-IR、XPS、TEM、TG和静态接触角测试结果表明,木质素主要以氢键作用与SiO₂结合;与原料二氧化硅相比,复合颗粒的粒径从25 nm增加到40 nm,聚集程度明显减弱;复合纳米颗粒中木质素占47%(质量分数);表面的疏水性增强,有利于复合颗粒在高密度聚乙烯中均匀分散,显著提高了HDPE的拉伸强度。与碱木质素/HDPE复合材料相比,木质素-SiO₂复合纳米颗粒/HDPE复合材料的拉伸强度和断裂拉伸率分别提高了48.68%和73.57%。     

碳纤维增强PE-UHMW/木粉复合材料的力学性能

为了改善超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)的加工性能,提高其力学性能,以木粉和碳纤维为填料,制备了高填充量碳纤维增强PE-UHMW/木粉复合材料。研究了碳纤维含量对PE-UHMW/木粉复合材料弯曲性能、拉伸性能及动态热机械性能的影响。研究结果表明,加入碳纤维可提高PE-UHMW/木粉复合材料的弯曲强度及拉伸强度。拉伸强度和弯曲强度都随着碳纤维的含量的增加呈现出先增加后减小的趋势。当碳纤维质量分数为3%时,弯曲强度达到最大值,为25.2 MPa,比未加碳纤维时提高了46.5%。当碳纤维质量分数为2%时,弯曲强度达到最大值,为38.4 MPa,比未加碳纤维时提高了27.1%。随着碳纤维含量的增加,复合材料的储能模量显著提高。碳纤维的加入使复合材料的损耗因子峰值增大。     

聚乙烯树脂熔体拉伸流变性能研究

选取了3种不同分子链结构的聚乙烯树脂,采用SER(sentmanat extensional rheometer)夹具旋转流变仪、熔体拉伸流变仪分别研究了其熔体瞬态拉伸黏度、熔体拉伸强度和拉伸黏度等流变性能。结果表明,随Hencky形变的增大,高密度聚乙烯(PE-HD)100N的熔体瞬态拉伸黏度的增长趋势逐渐放缓;低密度聚乙烯(PE-LD)2420F出现明显的拉伸硬化现象,熔体瞬态拉伸黏度急剧增大;线形低密度聚乙烯(PE-LLD)7050熔体拉伸黏度较低,迅速形成平台后开始减小;3个样品中100N的熔体强度和拉伸黏度均高于2420F和7050,7050最低。     

PP／SBS／纳米CaCO3复合材料结构与性能研究

研究了PP/SBS/纳米CaCO3复合材料的力学性能以及SBS分散相颗粒和纳米CaCO3粒子在PP基体中的分散状况。结果表明,纳米CaCO3粒子的加入使复合材料的缺口冲击强度、弯曲弹性模量、拉伸强度均得到提高。透射电镜观察发现,纳米CaCO3粒子的加入使复合体系的熔体黏度增大,对弹性体SBS的分散起到剪切细化、均化的作用,从而起到协同增韧效应。     

熔融纺丝法研究聚乙烯熔体的拉伸流变性能

采用熔融纺丝法研究了低密度聚乙烯（PE-LD）、线形低密度聚乙烯（PE-LLD）和高密度聚乙烯（PE-HD）熔体的拉伸流变性能。结果表明,PE-LD、PE-LLD和PE-HD熔体的熔体强度都随温度的升高而下降;随着拉伸应变速率和温度的升高,PE-LD、PE-LLD和PE-HD熔体的拉伸黏度下降;随着挤出速率的提高,相同应变速率下,PE-LD、PE-LLD和PE-HD熔体的拉伸应力和拉伸黏度都有所降低。     

原位气泡拉伸法制备LDPE/纳米Mg(OH)2复合材料研究

用原位气泡拉伸(ISBS)法制备低密度聚乙烯(LDPE)/纳米Mg(OH)2复合材料。结果表明,ISBS法对LDPE基体中的纳米Mg(OH)2具有良好的分散能力,被分散的纳米粒子没有重新团聚。ISBS法制备的纳米复合材料的力学性能优于双螺杆剪切分散制备的复合材料的性能。复合材料的拉伸强度随着纳米Mg(OH)2添加量的增加而增大,在添加量为15份时达到最大值,然后随着添加量的增加而下降,但仍然远高于纯LDPE的拉伸强度。     

偶联剂对LLDPE/Al2O3复合材料性能的影响

分别采用经过偶联剂处理和未经过偶联剂处理的Al2O3来改性线性低密度聚乙烯(LLDPE)。采用模压成型法制备了改性LLDPE/Al2O3复合材料,测试了复合材料的力学性能和流变性能,并探讨了不同种类的偶联剂及其用量对复合材料性能的影响。结果表明:偶联剂的加入使复合材料熔体流动速率及零剪切黏度进一步提高。硅烷偶联剂KH-550对复合材料拉伸强度和断裂伸长率的改善均最佳。当偶联剂的质量分数为1.0%时,复合材料的整体性能表现最佳。     

氮化硼改性超高分子量聚乙烯的摩擦学性能研究

通过高速球磨、热压成型制备超高分子量聚乙烯/氮化硼（PE-UHMW/BN）复合材料,研究了PE-UHMW/BN的硬度、摩擦学性能和力学性能。结果表明,BN的加入可以提高复合材料的屈服强度,但会降低复合材料的拉伸断裂应力和断裂伸长率,BN含量为3%（质量分数,下同）时,BN对PE-UHMW基体的屈服强度的提升效果最明显,同时对基体拉伸应力和断裂伸长率的影响最小;加入BN能明显降低PE-UHMW基体的摩擦系数,PE-UHMW/BN复合材料的摩擦系数随着BN含量的增加而下降,3%的BN对基体润滑性能的提升效果最明显,复合材料的摩擦系数相比纯PE-UHMW下降了60%,在BN含量为7%时润滑效果下降;在PE-UHMW基体中加入不超过3%的BN纳米片可以提高材料表面硬度,进而有效提高材料的抗磨损能力,但添加量为7%时由于团聚效应材料的表面硬度相对下降,材料磨损加剧,耐磨损能力下降。     

聚乙烯粉末涂料的改性研究

采用熔体复合技术制备了纳米TiO2改性聚乙烯粉末涂料，测定了其熔体流动速度，力学性能，涂膜性能和纳米TiO2粒子的分散性。采用该技术还制备了马来酸酐接枝改性聚乙烯粉末涂料，测定了其力学性能和接枝率。研究结果表明：纳米TiO2改性聚乙烯粉末涂料中的纳米粒子达到了纳米级分散。在提高涂膜力学性能的同时，明显改善了涂膜的柔韧性和流平性；马来酸酐接枝改性聚乙烯粉末涂料通过在聚乙烯主链上引入极性基团。在提高涂膜力学性能的同时，也提高了其对底材的附着力。     

铁路桥梁支座耐磨材料的性能研究与优选应用

采用模压法制备了超高相对分子质量聚乙烯(PE-UHMW)复合材料和聚四氟乙烯(PTFE)2种桥梁支座高分子耐磨材料,对其力学性能、耐热性能、抗重载性能和耐磨性能进行了对比研究。结果表明,PE-UHMW复合材料的缺口冲击强度、拉伸强度、弯曲强度、压缩强度均明显高于PTFE材料;其导热系数为0.58 W/(m· K),是PTFE材料的223.1 %;在90 MPa和190 MPa压应力下24 h后,PE-UHMW复合材料的蠕变率分别为PTFE材料的47.1 %和81.4 %,PE-UHMW复合材料变形较小;2种材料经50 km磨耗测试后, PE-UHMW复合材料的线磨耗率仅为PTFE材料的7.4 %,耐磨性能远优于PTFE材料。     

聚乙烯/氮化铝纳米复合材料的制备与性能研究

制备了聚乙烯/氮化铝纳米复合材料,研究了氮化铝对聚乙烯纳米复合材料力学性能、导热性能和热性能的影响。研究结果表明,氮化铝可以显著提高聚乙烯纳米复合材料的力学性能和导热性能。随着氮化铝用量的增加纳米复合材料的力学性能先增加后降低,当添加质量分数为9%的氮化铝时,聚乙烯纳米复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度比纯聚乙烯分别提高了47.16%、31.48%和51.68%。聚乙烯纳米复合材料的导热系数和热稳定性能随着氮化铝用量的增加而提高。利用SEM对复合材料增强机理进行了探讨。     

一锅法合成Janus纳米片及其对PS/TiO2复合材料的增容作用研究

利用一锅法合成了Janus纳米片（JNSs），通过扫描电子显微镜（SEM）、电致冷X射线能谱仪（EDS）、动态混合流变仪、动态力学热分析仪（DMA）和万能材料试验机等对JNSs的表面形貌和化学成分进行了表征，考察了JNSs对聚苯乙烯/二氧化钛（PS/TiO₂）共混体系流变性能的影响，以及JNSs对PS/TiO₂复合材料动态力学性能、力学性能、表观形貌的影响，并对JNSs对复合材料的界面增容作用机理进行了探讨分析。结果表明，JNSs两面的粗糙程度不同，粗糙凹面含有氨基，光滑凸面含有双键；JNSs用作PS/TiO₂共混体系的相容剂时，能够增强界面作用力，改善无机粒子和有机聚合物的相容性；含0.5 份（质量份，下同）JNSs的PS/TiO₂复合材料的玻璃化转变温度（T_g）从PS的100 ℃提高到了107 ℃；同时，JNSs在外力作用下沿力的方向取向需要耗散能量，使得其拉伸强度较PS/TiO₂提高了13.43 %，断裂伸长率由12 %增加到了18 %。     

超高相对分子质量聚乙烯/聚丙烯共混物研究进展

回顾了超高相对分子质量聚乙烯(PE-UHMW)与聚丙烯(PP)共混物的研究进展.介绍了PE-UHMW/PP共混物的制备方法,性能(加工流变性能、力学性能、摩擦磨损性能)及结晶和微观形态的研究现状,并展望了PE-UHMW/PP共混物的研究方向.     

回收纸塑铝包装粉末填充废旧聚乙烯复合材料的力学和流变性能

以废旧聚乙烯(r-PE)、回收纸塑铝包装粉末(r-PPA)为主要原料制备了r-PE/r-PPA复合材料,研究不同rPPA质量分数对复合材料力学性能和流变性能的影响。静态力学性能分析表明:r-PPA对r-PE基体具有一定的增强作用,复合材料的拉伸强度和弯曲模量可分别达到最大值18.95 MPa和1 687.43 MPa,但r-PPA使体系的缺口冲击强度降低;旋转流变分析表明:r-PPA的加入使r-PE/r-PPA复合材料表现出剪切变稀现象,呈现假塑性流体的特征,体系出现了"类液-类固"转变;当r-PPA质量分数为40%时,G'和G″的频率依赖性降低,复合材料内部形成了相对稳定的逾渗网络结构,松弛强度增加,损耗功在较宽频率范围内保持不变。     

PA6/POE-g-MAH/PE–UHMW材料的制备及性能

以耐热改性组分尼龙6(PA6)为基体材料,超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)为综合性能平衡组分,增韧剂马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MAH)为相容剂,制得PA6/PE-UHMW/POE-g-MAH三元复合材料。研究结果表明,POE-g-MAH的加入可改善PA6的韧性,但降低了PA6的拉伸强度,随着POE-g-MAH加入量增加,PA6断裂伸长率逐渐增加,当添加量为30%时,断裂伸长率达到最大值397%,拉伸强度为39 MPa。PE-UHMW组分不仅提高了复合材料的拉伸强度和韧性,同时改善了其耐水解性能。当PA6∶POE-g-MAH∶PE-UHMW=70∶30∶10时,断裂伸长率提高至477%,拉伸强度为42 MPa。通过扫描电子显微镜分析观察复合材料的微观形态,发现在PA6基体中POE-g-MAH和PE-UHMW形成"核–壳"结构,对PA6韧性的提高起到了协同作用。     

增容剂对竹粉/HDPE复合材料力学性能及流变性能的影响

分别以马来酸酐接枝聚乙烯(MAPE)、马来酸酐接枝聚乙烯-辛烯共聚物(MAPOE)和乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)为相容剂,通过熔融共混方法制备高密度聚乙烯(HDPE)/竹粉复合材料。采用万能材料试验机、维卡软化点测量仪和旋转流变仪对该共混物力学性能和流变性能进行详细研究。结果表明,MAPE对竹粉/HDPE复合材料具有很好的增容效果:加入10%MAPE时,复合材料的拉伸强度达到33.3 MPa,提高了50.8%;弯曲强度为46.3MPa,提高了20.0%;缺口冲击强度达到10.22 kJ/m2,提高了95.0%,同时吸水率也得到改善,从0.71%下降至0.62%。流变实验结果表明,MAPE和EAA增容竹粉/HDPE复合材料的黏度较低,而MAPOE体系黏度较高,加工性能变差。     

PE/OC纳米复合材料的结晶性能与流变性能

以聚乙烯(PE)为基体,通过熔融插层法将有机黏土(OC)加入到PE基体中,制备了PE/OC纳米复合材料,并对复合材料的微观结构、结晶性能、流变性能以及力学性能进行表征测试.结果表明:w(OC)为3％时,PE/OC纳米复合材料形成了部分剥离型结构,复合材料的结晶度最大,且拉伸强度最大,达27.6?MPa,但随着OC含量进...