剑麻纤维/酚醛树脂复合材料力学性能的研究

采用剑麻纤维(SF)与酚醛树脂(PF)混合、辊炼、模压成型,制备SF/PF复合材料,并对其复合材料的冲击强度、弯曲强度、弯曲模量等进行测试。结果表明,剑麻纤维的表面处理方式、纤维的含量、纤维的长度以及与玻璃纤维混杂对复合材料体系力学性能影响较大。     

LDPE/剑麻纤维素微晶复合材料性能研究

采用熔融共混法制备低密度聚乙烯(LDPE)/剑麻纤维素微晶(SFCM)复合材料,研究了SFCM的用量对LDPE/SFCM复合材料的力学性能、维卡软化点、熔体流动速率及熔融结晶行为的影响。力学性能测试表明:SFCM的加入可明显提高基体LDPE的拉伸弹性模量、弯曲强度及模量,但降低了体系的拉伸强度。当加入3份的SFCM时,LDPE/SFCM复合材料的缺口冲击强度最大,为46.9 k J/m~2,比纯LDPE提高了33.2%。热性能、流动性能及DSC研究表明:SFCM的加入对LDPE/SFCM复合材料的维卡软化点、熔融温度及结晶温度影响不明显,但降低了复合材料的熔体流动速率,同时LDPE的结晶度明显提高。     

微晶纤维素增强聚丙烯复合材料的制备与力学性能研究

以聚丙烯(PP)为基体、微晶纤维素(MCC)为增强材料、马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MA)为相容剂,利用双螺杆挤出机制备了PP/MCC/PP-g-MA复合材料,同时研究了该复合材料的力学性能。随后分别选用三元乙丙橡胶(EPDM)和乙烯-辛烯共聚物(POE)对PP/MCC/PP-g-MA复合材料进行增韧改性,考察了两种增韧剂的增韧效果。结果表明:加入PP-g-MA后,PP/MCC复合材料的力学性能明显提高。另外,增韧剂的引入使PP/MCC/PP-g-MA复合材料的冲击性能显著改善,其中POE对复合材料的增韧效果优于EPDM。但是增韧剂的引入会造成复合材料的拉伸强度、弹性模量和弯曲强度分别出现不同程度的下降,其中EPDM增韧复合材料的上述性能下降幅度相对较小。     

剑麻纤维／酚醛树脂复合材料研究

本文采用碱处理、硅烷偶联剂处理、化学接枝和热处理等物理化学方法，对剑麻纤维进行改性。研究了改性后短剑麻纤维／酚醛树脂复合材料的弯曲性能、无缺口冲击强度和布氏硬度，借助扫描电子显微镜观察了复合材料的弯曲断口形貌，并研究了剑麻纤维的不同处理方法对复合材料耐水浸泡性的影响。结果表明：剑麻纤维经硅烷偶联剂处理后，能有效改善刚性的剑麻纤维与脆性的酚醛树脂基体之间的粘结，从而提高了复合材料的综合力学性能，剑麻     

MGOs/MSFCM协同增强PF力学性能研究

分别采用经γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)改性的氧化石墨烯(MGOs)和剑麻纤维素微晶(MSFCM)与酚醛树脂(PF)进行熔融共混,通过辊炼、模压成型方法制备MGOs-MSFCM/PF复合材料,研究MGOs的含量对MGOs-MSFCM/PF复合材料的力学、应力松弛、蠕变及摩擦性能的影响。结果表明:与MSFCM/PF复合材料相比,经过MGOs-MSFCM协同增强的PF复合材料的力学、蠕变和应力松弛性能均有明显提高,且当MGOs质量分数为3%时,MGOs-MSFCM/PF复合材料的冲击强度、弯曲强度、弯曲模量、松弛模量分别提高了13.2%,14.1%,27.8%,19.5%。     

熔融法制备热塑性木薯淀粉/剑麻纤维素微晶复合膜

采用熔融法制备了热塑性木薯淀粉/剑麻纤维素微晶(TPS/SFCM)复合膜,研究了不同SFCM用量下,复合体系相互作用变化、断面形貌、热性能、加工流变行为、拉伸性能、热稳定性、吸湿率、透光率、降解性能等的变化规律。结果表明,SFCM和淀粉间可形成氢键,二者界面相容性良好;随SFCM用量增加,复合材料的熔融温度增加,塑化峰转矩和平衡转矩增大;SFCM可有效提高复合膜的力学性能、热稳定性和耐水性,当加入12份SFCM后,复合膜的拉伸强度和弹性模量分别为6.1 MPa和237.1 MPa,较纯TPS膜提高了27.1%和254.9%,失重速率峰温提高6.2℃,平衡吸湿率减少4.2%;复合膜的透光率和降解率随SFCM用量增加而有所降低。     

蒸汽爆破处理对剑麻纤维/酚醛树脂复合材料力学性能的影响

采用经蒸汽爆破处理的剑麻纤维（SF）,通过模压成型制备SF／PF共混复合材料,研究了SF用量、SF与玻璃纤维（GF）的配比对SF／PF复合材料力学性能的影响。结果表明：当SF用量为10％-15％、SF／GF质量配比为1／1时,SF／PF复合材料的各项力学性能都有所提高,耐磨损性能提高尤为显著;POM和SEM的观察结果表明,蒸汽爆破处理后的剑麻纤维,与基体材料的结合作用得到了明显改善。     

形状记忆剑麻微晶/聚氨酯复合材料的制备与性能（英文）

用剑麻微晶(MCFs)作为交联剂制备了交联型形状记忆聚氨酯(PU)复合材料,考察了MCFs含量不同的MCFs/PU复合材料的力学性能及形状记忆性能。结果表明,MCFs/PU复合材料的力学性能随MCFs含量的增加而明显提升。在MCFs质量分数为0.75%时复合材料具备最佳的力学性能,拉伸强度和扯断伸长率比纯PU可分别提高约80%和500%;同时可赋予MCFs/PU复合材料暂时形变并加热诱导其形状记忆,形状回复率最高可达96%,形状记忆性能优异。     

纳米微晶纤维素增强羟丙基纤维素复合膜的力学性能和透光度的研究

采用酸碱处理竹原纤维并辅以超声分散制备纳米微晶纤维素（NCC）,采用溶液浇铸/水分挥发的成型方法制备了纳米微晶纤维素增强羟丙基纤维素（HPC）全纤维素纳米复合膜.研究了NCC/HPC复合膜的力学性能、透光度以及热稳定性.随着纳米微晶纤维素含量的增加,复合膜的拉伸强度、拉伸模量、储能模量和热稳定性逐渐增大,与纯羟丙基纤维素膜相比,当纳米微晶纤维素质量分数为60％时,纳米复合膜的拉伸强度提高了8.5倍,拉伸模量提高了3.9倍,储能模量提高了3.7倍,而NCC/HPC复合膜的透光度没有出现明显的下降.     

BPR/PF复合材料的热性能和动态力学性能

采用硼酚醛树脂(BPR)与普通酚醛树脂(PF)熔融共混挤出制备BPR/PF树脂,通过模压成型工艺制备BPR/PF复合材料。利用热失重(TG)、动态力学性能(DMA)研究不同BPR含量对复合材料热性能、动态力学性能、蠕变和应力松弛性能的影响。结果表明,BPR能显著增强树脂的热性能。700℃,BPR加入质量分数50份时,BPR/PF的残炭率达到了58%,而PF的残炭率只有38.29%,共混复合材料的储能模量提高了28%;玻璃化转变温度提高了18.3℃;复合材料的蠕变和应力松弛性能也得到了提高。     

PHET/PF原位复合材料力学、动态力学和热性能研究

自行合成了端羟基的热致性聚酯液晶(PHET),采用原位复合的方法制备了热致性聚酯液晶(PHET)/酚醛树脂(PF)原位复合材料,研究了PHET的用量对PHET/PF原位复合材料的冲击强度、弯曲强度、动态力学性能、热性能等的影响。结果表明,PHET的加入可以提高PHET/PF原位复合材料的力学性能、动态力学性能和热性能,当PHET质量分数为7.5%时,原位复合材料的冲击强度、弯曲强度和玻璃化转变温度(Tg)分别提高了44.69%、44.68%和22.9℃。在200℃时,PHET/PF共混物中液晶丝状织态结构明显且分布连续。     

SF含量对SF/PF动态力学和摩擦性能影响

将不同含量碱处理的剑麻纤维(SF)与酚醛树脂(PF)粉末、填科等在塑炼机上熔融混炼,通过模压成型工艺制备SF/PF复合材料,研究了SF含量对SF/PF复合材料力学性能、动态力学性能、摩擦磨损性能的影响,并借助SEM观察SF/PF复合材料磨损面的微观形貌.结果表明,SF含量(质量分数,下同)为15%时,SF/PF复合材料的冲击强度、弯曲强度分别为5.58 kJ/m2和67.69MPa,玻璃化转变温度(tg)达到204℃.与未加SF复合材料的相比tg提高13℃;SF含量为10%时,SF/PF复合材料的磨损体积为4.6×10-4cm3.SEM观察表明,sF含量10%时,SF与PF间的界面粘结性良好.     

GO/PF原位复合材料的摩擦磨损性能及力学性能

采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),并与酚醛树脂(PF)进行原位聚合,将原位聚合树脂与固化剂、填料等通过辊炼、模压成型制备GO/PF原位复合材料.研究GO的含量对GO/PF原位复合材料的力学性能及摩擦磨损性能影响,使用扫描电子显微镜(SEM)观察复合材料的磨损面形貌.研究结果表明,GO通过原位聚合能在一定程度上提高复合材料的力学性能、摩擦磨损性能,当GO质量分数为0.25％时,GO/PF原位复合材料的冲击强度提高了18.6％,在250℃和300℃下,GO/PF原位复合材料的体积磨损率分别降低了20.0％和15.6％.     

BPR含量对BPR/SF/PF复合材料摩擦磨损性能和力学性能的影响

将硼酚醛树脂(BPR)与普通酚醛树脂(PF)熔融共混,再加入经过碱处理的剑麻纤维(SF),通过模压成型工艺制备BPR/SF/PF复合材料。利用定速式摩擦试验机和电子万能试验机研究了BPR含量对复合材料摩擦磨损性能及力学性能的影响,采用扫描电镜观察了复合材料磨损表面的形貌。结果表明:在BPR/PF=50/100时,与普通PF/SF复合材料相比,BPR/SF/PF复合材料在300℃下的磨损率降低了42%,冲击强度提高了14%,弯曲强度和弯曲模量分别提高了25%和36%;复合材料磨损面形貌显示,加入BPR后,复合材料由疲劳磨损转变为磨粒磨损。     

表面改性对酚醛树脂/氧化石墨烯复合材料的力学性能与摩擦性能的影响

采用硅烷偶联剂KH550对氧化石墨烯(GO)进行表面改性,制备改性的氧化石墨烯(MGO),采用FTIR和XRD对MGO进行结构表征,通过共混、混炼、模压成型工艺制备酚醛树脂(PF)/MGO复合材料,研究GO的表面改性对PF复合材料的力学性能、动态力学性能和摩擦性能的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的磨损表面进行形貌分析。结果表明:GO的表面改性对提高PF复合材料的力学和动态力学性能、摩擦学性能具有明显效果,相比于未改性的PF/GO复合材料,其冲击强度提高了24.32%,弯曲强度提高了10.95%,弯曲模量提高了21.21%,松弛模量提高了42.22%,形变率降低了40.79%,同时改性的PF/MGO复合材料具有较高的摩擦系数和磨损率;扫描电镜观察结果显示,复合材料的磨损表面显得平整、光滑。     

丁基橡胶/聚丙烯热塑性硫化胶的结晶和动态力学性能研究

采用动态硫化法制备丁基橡胶(IIR)/聚丙烯(PP)热塑性硫化胶(TPV),研究橡塑比对TPV结晶性能、动态力学性能和物理性能的影响,并与IIR/PP简单共混胶进行对比。结果表明:与简单共混胶和PP相比,TPV的结晶温度和熔点较低,随着橡塑比的增大,TPV的结晶温度降低,结晶度减小,结晶时间延长;随着橡塑比的增大,TPV的储能模量总体降低,且TPV中IIR相的玻璃化转变温度向高温方向移动,PP相的损耗峰减弱,两相相容性增强;在-60～-30℃范围内,与相同橡塑比TPV相比,简单共混胶的储能模量较低,IIR和PP两相相分离明显;与简单共混胶相比,TPV的硬度、拉伸强度和拉断伸长率较大,溶胀比较小;随着橡塑比的增大,TPV的硬度和拉伸强度减小,溶胀比和拉断伸长率呈增大趋势。     

PF泡沫塑料对PF/EPS复合泡沫塑料性能的影响

研究出一种具有较好稳定性、保温性能、力学性能和阻燃性能的酚醛树脂(PF)/可发性聚苯乙烯(EPS)复合泡沫塑料。在PF泡沫塑料颗粒基体中加入EPS发泡颗粒,充分混合固化,使PF泡沫塑料颗粒与EPS发泡颗粒紧密结合,EPS发泡颗粒被PF泡沫塑料颗粒包围并相互隔离,再用模具发泡成型得到该复合泡沫塑料。实验结果表明,PF的含量越高,稳定性、力学性能和阻燃性能越好,保温性能呈现先升高后下降的趋势,当PF的含量为80%时,PF/EPS复合泡沫塑料的表观密度为38.4 kg/m3,热导率为0.024 W/(m·K),弯曲强度为0.134 k Pa,压缩强度为323 k Pa,极限氧指数为47.9%,烟密度等级小于15,热释放速率峰值小于250 k W/m2,综合性能最好。     

聚砜／聚苯硫醚共混物的动态黏弹行为及力学性能研究

研究了聚砜/聚苯硫醚（PSF／PPS）共混物的动态流变特征、共混物动态热力学行为及力学性能，并分析了相容性与力学性能的关系。结果表明，PPS的加入显著改善了共混物的流动性，共混物的黏度随PPS含量和温度的上升而下降，对剪切速率的变化不敏感；共混体系呈一定界面相互作用的两相体系，其相容性依赖于组成比例。当PSF/PPS为3／7（质量比，下同）时共混体系相容性最好，相应地表现出最好的综合力学性能，尤其是冲击强度比PPS提高了64％。