氯化聚丙撑碳酸酯增容聚丙撑碳酸酯/秸秆粉复合材料的制备及性能

聚丙撑碳酸酯(PPC)是一种新型热塑性生物降解材料,但其热性能及力学性能较差,应用受到限制。以秸秆粉这种农作物副产品作为增强体改性PPC,既可以提高PPC的力学性能同时又可开发利用秸秆资源。氯化聚丙撑碳酸酯(CPPC)是聚丙撑碳酸酯(PPC)经过氯化得到的,对天然纤维表面具有良好的浸润性和粘结性。本文以CPPC为增容剂,通过熔融共混法制备了PPC/秸秆粉复合材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、拉伸实验、动态力学性能测试(DMA)及转矩流变仪对复合材料的结构及性能进行了表征,重点考察了CPPC的添加量对复合材料力学和流变性能的影响。结果表明,当CPPC质量分数为1.8%时,可使添加质量分数为30%秸秆粉的PPC复合材料拉伸强度提高38%,模量提高30%。同时,CPPC的引入使复合材料的粘度下降,改善了PPC/秸秆粉复合材料的加工性能。因此,作为增容剂的CPPC为制备高性能PPC/天然纤维复合材料提供了新的解决办法。     

精细化工实验课程教学改革与实践:可陶瓷化阻燃EVA复合材料的制备与性能研究*

结合科研课题及实验教学经验,设计了题为“可陶瓷化阻燃EVA复合材料的制备与性能研究”的精细化工实验课教学项目。该实验以乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)为基材,以叶腊石粉(PL)和磷酸盐玻璃粉(GD)为陶瓷化填料(CF),以有机蒙脱土(OMMT)为抗熔滴剂,以三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)为阻燃剂,制备可陶瓷化阻燃EVA复合材料。实验优化了影响阻燃效果、陶瓷强度和复合材料力学性能的因素,确定了合适的配方组成等内容。本精细化工实验课结合了科研内容,能激发学生主动参与实验设计并自主探索科学的兴趣,有利于培养学生的创新能力和解决实际问题的能力。     

粉煤灰/硅橡胶复合材料的性能研究

以粉煤灰为填料,采用Si-69、钛酸酯和硬脂酸三种偶联剂对其进行表面处理,采用红外光谱仪和扫描电镜分析了改性前后粉煤灰的表面结构和形貌,而后将粉煤灰添加到硅橡胶中,比较粉煤灰改性前后复合材料的力学性能和阻燃性能。实验结果表明:红外光谱证实三种偶联剂改变了粉煤灰的表面结构,SEM观察到改性后粉煤灰的比表面积得到了提高;改性粉煤灰/硅橡胶复合材料的力学性能和阻燃性能比未改性的粉煤灰/硅橡胶复合材料得到了较大的提高。当添加量为1%的硬脂酸改性粉煤灰/硅橡胶复合材料的力学性能和阻燃性能最佳。     

尼龙6/有机锂皂石纳米复合材料的制备及性能研究

采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对锂皂石进行有机改性,制备有机改性锂皂石(Hectorite),并通过熔融共混的方法制备了高性能、低吸水率的尼龙6(PA6)/有机化锂皂石纳米复合材料.采用X射线衍射(XRD)、能谱仪(EDS)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA)对改性前后的锂皂石进行了分析,结果表明有机改性后的锂皂石结构变疏松,层间距变大,其层间距由改性前的1.33 nm增加到1.76 nm,元素分析和热重分析计算锂皂石有机物的接枝量分别为0.78和0.73 mequiv/g,接枝效率分别为71.04%和66.62%,两种分析结果基本一致.采用示差扫描量热法(DSC)、透射电子显微镜(TEM)、力学性能测试研究了有机化锂皂石的用量对复合材料结晶性能、锂皂石在基体中分散性及力学性能的影响,结果表明锂皂石在PA6中没有起到成核剂的作用,复合材料的结晶度随有机锂皂石用量的增大而逐渐减小,且当锂皂石的含量为5 phr时,锂皂石主要以剥离形式分散在基体中,此时复合材料的拉伸强度和弯曲强度均达最大值,分别为81.6 MPa和122.1 MPa,较纯PA6分别增加了25.54%和23.50%,此外,锂皂石明显降低了PA6的吸水率.     

玻璃粉在陶瓷化硅橡胶中的应用

陶瓷化高分子材料具有优异的阻燃和防火性能,在国外已经有公司制备了这种材料来代替传统的防火材料。以硅橡胶为基体,通过添加玻璃粉,制备了一种陶瓷化高分子材料,研究了玻璃粉用量对硅橡胶力学性能和电学性能的影响,通过SEM观察了瓷化物表面和断面的形貌。结果显示,瓷化物表面比较致密,气孔较少,有一些玻璃相形成;断面存在大量气孔,具有较好的瓷化性能,瓷化物致密而又坚硬,可以抵抗至少1000℃的高温。随着玻璃粉添加量的提高,硅橡胶的流动性变差,硫化速率加快,拉伸强度和断裂伸长率都有不同程度的下降,邵氏硬度A一直上升,体积电阻率和表面电阻率则都呈现出先增大后减小的趋势。     

硅橡胶包覆十八烷/聚(St-MMA)储能微胶囊复合材料制备及热性能

以十八烷/聚(苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯)(P(St-MMA))微胶囊为相变材料,硅橡胶作为载体,制备了十八烷/P(St-MMA)/硅橡胶复合材料。研究了微胶囊的加入方式及加入量,硅橡胶包覆方法。通过红外光谱(IR)和扫描电镜(SEM)研究复合材料的结构和形貌。通过力学性能测试如拉伸强度、扯断伸长率,确定最佳的加工方法。通过热重分析法(TG)、差示扫描量热法(DSC)和储热性能对复合材料的热性能进行研究。结果表明,十八烷制成微胶囊加入到硅橡胶中,且微胶囊加入量是2份时,十八烷/P(St-MMA)微胶囊/硅橡胶的热稳定性热稳定性及力学性能较好。室温硅橡胶包覆微胶囊掺混固化法制备的复合材料的力学性能优于直接共混后热固化法和混炼涂抹后热固化法。十八烷/P(MMA-St)/硅橡胶复合材料的焓值为67.6J/g,储能效果好。     

复合改性竹纤维/聚丙烯复合材料的制备与性能研究北大核心CSCD

为改善竹纤维(BF)与聚丙烯(PP)的界面结合,采用碱(NaOH)和异氰酸酯偶联剂(TDI)复合改性竹纤维,制备BF/PP复合材料。分析了竹纤维改性前后主要化学成分、热行为及化学结构变化,考察了竹纤维改性对复合材料维卡软化点(VSP)和动态热力学性能影响,用扫描电镜对复合材料断面进行了观察,最后探讨了改性竹纤维添加量对复合材料力学性能的影响。结果表明:BF经复合改性后,表面形成了氨酯键结构,竹纤维素晶体尺寸和结晶度增大,竹纤维的最快热降解温度和复合材料的VSP分别提高了20℃和4.5℃。SEM、DMA分析显示,竹纤维复合改性改善了两相界面结合,利于力学性能提高。拉伸实验表明,在复合改性竹纤维添加比例为40%时,复合材料综合性能最佳,其冲击强度、拉伸强度和弯曲强度分别增加了21.6%、23.3%和27.8%,拉伸模量和弯曲模量分别增加了24.2%和30.4%。     

复合改性竹纤维/聚丙烯复合材料的制备与性能研究

为改善竹纤维(BF)与聚丙烯(PP)的界面结合,采用碱(NaOH)和异氰酸酯偶联剂(TDI)复合改性竹纤维,制备BF/PP复合材料。分析了竹纤维改性前后主要化学成分、热行为及化学结构变化,考察了竹纤维改性对复合材料维卡软化点(VSP)和动态热力学性能影响,用扫描电镜对复合材料断面进行了观察,最后探讨了改性竹纤维添加量对复合材料力学性能的影响。结果表明:BF经复合改性后,表面形成了氨酯键结构,竹纤维素晶体尺寸和结晶度增大,竹纤维的最快热降解温度和复合材料的VSP分别提高了20℃和4.5℃。SEM、DMA分析显示,竹纤维复合改性改善了两相界面结合,利于力学性能提高。拉伸实验表明,在复合改性竹纤维添加比例为40%时,复合材料综合性能最佳,其冲击强度、拉伸强度和弯曲强度分别增加了21.6%、23.3%和27.8%,拉伸模量和弯曲模量分别增加了24.2%和30.4%。     

累托石/聚丙烯插层纳米复合材料的制备与性能

采用熔融共混法制备了有机改性累托石 (OREC)粘土 均聚聚丙烯 (PP)纳米复合材料 ,以X 射线衍射分析 (XRD)及透射电子显微镜分析 (TEM)观察了复合材料的相貌结构 ,研究了复合材料的力学性能及热性能 .结果表明 ,OREC在添加份数较少时可与均聚聚丙烯熔融插层形成插层型聚丙烯纳米复合材料 ,该复合材料与纯PP相比 ,具有较高的拉伸强度、断裂伸长率及冲击强度 .在有机粘土添加 2 %时 ,复合材料的拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度最高 ,与纯PP相比 ,2 %添加量的聚丙烯纳米复合材料拉伸强度提高 6 5 7% ,断裂伸长率提高 2 89 3% ,冲击强度提高 14 1% ,10 %失重率时对应的热分解温度提高 50K .     

阻燃及可瓷化硅橡胶成炭结构的研究进展

简单介绍了硅橡胶的阻燃和瓷化机理。依据阻燃剂、填料及炭层结构的不同,将硅橡胶分为阻燃和可瓷化两大类.综述了阻燃硅橡胶和可瓷化硅橡胶的阻燃性能和成炭结构的研究进展。分析表明:添加物理或化学膨胀型阻燃剂的硅橡胶,燃烧过程中形成的炭层疏松多孔,阻燃隔热性能优异,但炭层强度差;添加非膨胀型阻燃剂的硅橡胶,炭层结构相对密实,但表面不平整,存在孔洞和裂缝,阻燃效果不好;添加可瓷化填料的硅橡胶燃烧形成的陶瓷炭层坚硬而致密,具有优异的耐火持久性,但在隔绝热量方面不如膨胀炭层。炭层的疏松隔热与坚固耐久兼顾是阻燃硅橡胶未来可能的发展方向。     

五种植物纤维粉填充不饱和聚酯树脂复合材料的性能对比

以芝麻秸秆粉、水稻秸秆粉、玉米芯秆粉、菠萝叶粉、甘蔗渣粉五种不同植物纤维粉为填充体、不饱和聚酯树脂(UPR)为基体制作植物纤维粉/UPR复合材料,对比研究了秸秆种类对复合材料密度、力学性能及吸水性能的影响。结果表明,植物纤维粉粒径为100目、添加量为UPR用量的10%时,芝麻秸秆粉/UPR复合材料的综合力学性能最好,拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别为41.320 MPa、67.467 MPa和2.815 KJ/m^2,且每一浸泡阶段吸水率均最低。     

GMA接枝反应PLA及其对竹纤维/PLA复合材料的增容效应

为改善竹纤维(bamboo fiber, BF)与聚乳酸(polylactic acid, PLA)的界面相容性,以过氧化二异丙苯(DCP)为引发剂,采用熔融反应制备了甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乳酸(GMA-g-PLA, GPLA)高分子增容剂,考察了GPLA添加对BF/PLA复合材料结构与性能的影响,并与常用界面改性剂硅烷偶联剂(KH550)和异氰酸酯偶联剂(MDI)进行了比较。结果显示,GPLA添加对BF/PLA复合材料具有良好的界面增容和性能改善作用,其增容效果明显高于KH550和MDI,并在其占复合材料的质量分数为16%时,复合材料力学性能最佳。与未增容复合材料相比,其拉伸、弯曲及缺口冲击强度分别提高了72.1%、118.1%和81.6%,断裂伸长率提高了200.0%,维卡软化点提高28.4%,而浸水24h后吸水率下降31.6%。     

超支化聚胺-酯改性聚硅氧烷及纳米银导电胶的制备与性能

利用端羟基超支化聚胺-酯(HBP3-OH)与马来酸酐的酯化反应,合成了含双键的超支化聚胺-酯(HBP3-MA),并用红外光谱和核磁共振光谱对HBP3-MA进行了表征.将HBP3-MA作为改性剂,液体硅橡胶为基体,镀银铜粉为导电填料,制备了改性硅橡胶导电复合材料.HBP3-MA参与到液体硅橡胶的固化,采用示差扫描量热仪(DSC)对复合体系的固化条件进行了研究.采用原位还原法在复合体系中生成纳米银,利用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)对银纳米粒子的形貌和复合体系的结构进行了表征,探讨了纳米粒子增强复合物体系导电性的机理,即银纳米粒子具有低温烧结的特性,固化时可在镀银铜粉表面烧结,降低了镀银铜粉之间的接触电阻.最后,对导电复合材料的导电性能和粘结性能进行了研究.研究发现,当醋酸银用量为4.4份时,导电复合材料的体积电阻率和剪切强度均达到最佳值,分别为3.6×10-3Ω·cm和0.32 MPa.     

激光烧结制备尼龙12/累托石纳米复合材料

将有机累托石与尼龙12粉末混合,采用激光烧结(SLS)技术制备了尼龙12累托石纳米复合材料,这是一种使纳米复合材料的制备与材料的成型同时进行的方法.利用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)等手段对复合材料的结构进行了表征,并对其力学性能及热性能进行了研究.结果表明,尼龙12分子在激光烧结过程中插入到累托石层间,形成的复合材料在拉伸强度、弯曲强度、冲击强度等力学性能及热稳定性能方面均优于尼龙12烧结试样.     

硅橡胶/有机凹凸棒土纳米复合材料的制备及性能

采用硅烷偶联剂KH-570对纯化的凹凸棒土进行表面处理,将经表面处理的凹凸棒土(OAT)与硅橡胶(SR)通过机械共混法制成纳米复合材料.借助FHR、TEM测试技术对凹凸棒土的有机改性进行了表征.研究了纳米复合材料的硫化行为、力学性能和热稳定性能.结果表明,OAT的加入降低了硅橡胶的正硫化时间.提高了最小和最大扭矩值,起到促进硫化的作用;复合材料的拉伸强度随OAT含量的增加而提高,但断裂伸长率在20份OAT添加量时达到了最大值,说明凹凸棒土可以用作硅橡胶的有效补强剂;热重分析(TGA)表明.OAT的加入提高了纳米复合材料的热稳定性能.     

一种硅烷偶联剂的合成及其在白炭黑/天然橡胶复合材料中的应用

采用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(A187)与对氨基二苯胺(PPDA)反应,制备得到一种具有防老化功能的硅烷偶联剂,并通过1H-NMR、IR和MS对其结构进行表征.之后,将不同用量的硅烷偶联剂用于原位改性白炭黑制备防老功能化白炭黑/天然橡胶(NR)复合材料,并与相应的炭黑/NR、未改性白炭黑/NR及双-(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物(Si69)改性白炭黑/NR在加工性能、增强性能和防老化性能方面进行对比.硫化特性数据表明,防老偶联剂的添加使复合材料的黏度降低,最大转矩增加,正硫化时间缩短.动态黏弹性能显示,改性后白炭黑的分散性得到明显提高.复合材料的力学性能先随防老偶联剂用量的增加而提高,之后到达平台.当防老偶联剂的用量大于或等于白炭黑质量的10.8%时,复合材料的拉伸强度与炭黑/NR、Si69改性白炭黑/NR相当,远大于未改性白炭黑/NR的强度;而其撕裂强度都大于3种对比复合材料.经过100℃下不同天数的热氧老化后,添加防老偶联剂的复合材料表现出良好的性能保持率,优于添加防老剂4020的3种对比材料,表明防老偶联剂具有更好的防护效果.     

Pr2O3掺杂SnO2陶瓷电极的制备及性能表征

通过共沉淀法制备了掺杂Pr2O3的二氧化锡电极样品,主要研究了在SnO2陶瓷电极中添加不同含量的Pr2O3对形貌结构及性能的影响.借助于XRD和SEM分析试样的晶型结构和微观形貌,结果表明Pr2O3能促进二氧化锡晶粒长大,并产生新的第二相Pr2Sn2O7.当Pr2O3含量从1%增加到5%(质量分数)时,第二相依次增多并镶嵌在主晶格中.通过电阻率和力学性能的测定,发现掺杂3%Pr2O3有利于提高SnO2电极的烧结致密化和降低电阻率,过量的Pr2O3则会产生过多第二相而不利于致密化烧结.     

马来酰胺酸对硅橡胶/白炭黑复合材料性能的影响

以马来酰胺酸(MAA)、六甲基二硅氮烷(HDMS)和乙烯基三乙氧基硅烷(VTEO)对硅橡胶/白炭黑(SR/Silica)复合材料进行改性。采用扫描电子显微镜(SEM)、平衡溶胀法、力学性能测试等手段对3种改性剂对SR/Silica复合材料的改性效果进行比较。结果表明:MAA可以更好地促进白炭黑在硅橡胶中的分散;与HDMS和VTEO改性的SR/Silica复合材料相比,MAA改性的SR/Silica(m(MAA)∶m(SR)=3%)的拉伸强度分别提高了24%和52%,并且具有更低的压缩应力松弛速率以及更小的压缩永久变形,MAA在制备高强度硅橡胶方面具有良好的应用前景。     

增塑剂对碱木质素/HDPE复合材料性能影响研究

分别采用邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、环氧大豆油(ESO)作为增塑剂制备碱木质素/HDPE复合材料.研究了不同种类增塑剂对复合材料力学性能的影响,结果表明,3种增塑剂都能提高复合材料的断裂拉伸率,其中DOP的效果最优,当DOP添加量为7.5 phr,复合材料的断裂拉伸率达146.28%,比未添加增塑剂的样品高62.4%.添加DOP制备复合材料,研究DOP对复合材料力学性能、断面形貌、流变性能的影响.复合材料的力学性能结果表明DOP含量的增加有利于复合材料断裂拉伸率的提高;SEM表明DOP的添加使复合材料的断面变的更加粗糙,材料韧性提高;流变性能结果表明DOP能降低复合材料的表观黏度(η)和复数黏度(η*),并且线性黏弹区随着DOP含量的增加而变窄,储能模量(G')和损耗模量(G″)也逐渐下降.分析认为,DOP分子吸附包覆在木质素微颗粒的表面,抑制了木质素微颗粒在HDPE相中的团聚,改善了木质素在HDPE中的分散状况,同时降低了木质素分子和聚乙烯分子链之间的作用力,从而改善了复合材料的力学性能和流变性能.     

芝麻秸秆粉填充不饱和聚酯树脂复合材料的研究

以芝麻秸秆粉为增强材料、不饱和聚酯树脂(UPR)为基体制作秸秆粉/UPR复合材料。探究了秸秆粉用量、粒径对复合材料的密度、拉伸强度、弯曲强度及吸水率的影响。结果表明,粒径为100目、用量为10%的芝麻秸杆粉/UPR复合材料的综合力学性能最好,拉伸强度和弯曲强度分别达到41.32 MPa和67.47 MPa,吸水率最低,仅为0.77%。