MC尼龙6/SiO2纳米复合材料的制备与表征

用原位聚合法制备了MC尼龙6／SiO2纳米复合材料。当纳米SiO2的加入量为1％时，复合材料的力学综合性能最优。与纯MC尼龙相比，拉伸强度提高21％，弯曲模量提高40．3％，简支梁冲击强度提高69．1％，断裂伸长率降低43％。随着纳米SiO2含量的增加，复合材料的力学性能呈现降低趋势。采用SEM、XRD和DSC对产物进行了表征，表明采用修饰后的纳米SiO2加入到产物中，粒子分布均匀，粒径分布窄，粒子的粒径在30nm左右。随着纳米SiO2加入量的增加，MC尼龙6／SiO2纳米复合材料的结晶度下降。复合材料的熔点比未改性的纯MC尼龙6提高了2～3℃左右。     

MC尼龙6/纳米SiO_2复合材料的合成

用原位聚合法制备MC尼龙6/纳米SiO2复合材料。当纳米SiO2的加入量为1%时,力学综合性能最优。与纯MC尼龙相比,拉伸强度提高21%,弯曲模量提高40.3%,简支梁冲击强度提高69.1%,断裂伸长率降低43%。随着纳米SiO2含量的增加,复合材料的力学性能呈现减小趋势。采用SEM、XRD对产物进行了表征,表明采用修饰后的纳米SiO2加入到产物中,粒子分布均匀,粒径分布窄,粒子的粒径在30 nm左右。随着纳米SiO2加入量的增加,MC尼龙6/纳米SiO2复合材料的结晶度下降。     

尼龙66/纳米SiO2复合材料的形态和力学性能

通过熔融共混法制备了尼龙66／纳米SiO2复合材料，并对复合材料的力学性能、动态力学性能以及拉伸断面形态进行了研究。结果表明，随着纳米SiO2含量的增加，复合材料的拉伸强度在纳米SiO2质量分数为3％时达到最大．较纯尼龙66提高7．6％；复合材料的简支梁缺口冲击强度随纳米SiO2含量的增加而增加，在纳米SiO2质量分数为4％时，比纯尼龙的简支梁缺口冲击强度提高51．3％。复合材料储能模量和损耗模量也较纯尼龙66有所增加；复合材料的断面出现明显的塑性变形。     

纳米二氧化硅/MC尼龙6原位复合材料非等温结晶动力学的研究

通过阴离子开环聚合法制备了纳米二氧化硅(SiO2)／MC尼龙6原位复合材料。采用差示扫描量热法研究了MC尼龙6及其原位纳米复合材料的非等温结晶行为；并利用修正Avrami方程的Jeziomy和Liu法进一步处理原位纳米复合材料的非等温结晶动力学。结果表明，在纳米SiO2／MC尼龙6原位复合材料中，纳米SiO2对基体MC尼龙6的结晶有一定的成核作用，并提高了其结晶速率。     

MC尼龙／纳米CaSO4复合材料的制备与表征

采用原位聚合反应制备MC尼龙／纳米CaSO4复合材料并对其性能、形貌和结晶形态进行了分析。分析结果表明：复合材料中纳米CaSO4达到了纳米级分散,起到同时增强增韧的作用,复合材料拉伸强度比MC尼龙提高17．4％;弯曲模量提高26．9％;冲击强度提高16．7％。纳米CaSO4的引入没有改变尼龙6的结晶形态;修饰后的纳米CaSO4有利于在MC尼龙中均匀分散。     

MC尼龙/CaCO3纳米复合材料的制备及力学性能研究

用超声分散原位聚合法制备了铸型(MC)尼龙／CaCO3纳米复合材料,用扫描电镜(SEM)对纳米CaCO3粒子在基体中的分散情况进行了表征,研究了纳米CaCO3用量对复合材料力学性能的影响。研究结果表明,纳米CaCO3对MC尼龙具有增韧和增强的双重效果,复合材料的拉伸强度和缺口冲击强度随着纳米CaCO3用量的增加先提高后降低,而断裂伸长率随着纳米CaCO3用量的增加而降低,当纳米CaCO3的用量为2％—3％时复合材料的综合性能最好。     

钛酸酯偶联剂改性纳米ZnO制备MC尼龙6/ZnO复合材料

用钛酸酯偶联剂改性纳米ZnO制备MC尼龙6/纳米ZnO复合材料。当纳米ZnO加入量为2%时,MC尼龙6/纳米ZnO复合材料力学综合性能最优,与纯MC尼龙6相比,其拉伸强度提高28.4%,断裂伸长率提高152.7%,弯曲模量提高30.2%,冲击强度提高60.5%。从SEM分析可见,ZnO在MC尼龙6中分布均匀,达到纳米级分散;从XRD分析可见,纳米ZnO没有改变MC尼龙6的结晶形态。     

MC尼龙6/TiO2原位纳米复合材料的制备及表征

利用阴离子原位聚合法制备了铸型尼龙6(MC尼龙6)／TiO2原位纳米复合材料,并对其结构与性能进行了表征。透射电子显微镜观察表明,TiO2以纳米级均匀分散于MC尼龙6中,其含量小于1份时近乎单分散,大于1份时则开始团聚。差示扫描量热法和X射线衍射法分析结果表明,纳米TiO2对MC尼龙6的结晶起到了异相成核作用,提高了MC尼龙6的结晶温度,但不改变MC尼龙6的α晶型结构;退火处理结果表明,高温退火或加入纳米TiO2,都有利于MC尼龙6基体中α晶型的生成,加快γ晶向α晶的转变。热重分析和力学性能测试表明,纳米TiO2提高了复合材料的热稳定性,其拉伸强度、冲击强度等也得到了不同程度的提高。     

酯固化纳米SiO2/酚醛树脂粘结剂的研究

利用红外光谱、透射电镜和粒度分析等研究了聚乙二醇(PEG)对纳米SiO2表面性能及分散性的改进效果。通过砂芯拉伸强度的测定研究了纳米SiO2的种类及用量对酯固化酚醛树脂粘结剂粘结强度的影响。结果表明：经过PEG改性后的纳米SiO2的表面羟基减少，粒子的分散程度提高；随着PEG浓度的增大，粒子的平均粒径先减小，后增大，在浓度为O，6％时出现最小值。多孔形纳米SiO2比球形的增强效果要好；随着纳米SiO2用量的增加，砂芯的粘结强度先增大,后减小,在加入量为0．5％左右时，出现峰值,强度增加45％。     

MC尼龙/纳米Al2O3复合材料力学性能的研究

采用原位聚合技术制备了纳米Al2O3增强单体浇铸(MC)尼龙复合材料,用扫描电子显微镜观察其断口形貌纳米粒子分布状况,并测试、分析了纳米Al2O3含量对对材料力学性能的影响。结果表明，采用原位聚合技术可获得的纳米粒子分布均匀、综合性能优良的纳米复合材料，当纳米Al2O3质量分数的4%时，MC尼龙/纳米Al2O3复合材料的拉伸强度、冲击强度和弯曲强度均达到最大值，分别比纯MC尼龙提高了19%、33%和11%。     

MC尼龙6/纳米ZnO复合材料的研究

采用硅烷偶联剂KH-550修饰纳米ZnO,制备了MC尼龙6/纳米ZnO复合材料。力学性能测试表明,当纳米ZnO质量分数为1%时复合材料的力学性能最优,拉伸强度比纯MC尼龙6提高25.6%,断裂伸长率提高165.6%,简支梁冲击强度提高70.1%,这说明纳米ZnO可起到同时增强增韧的作用。扫描电子显微镜分析表明,纳米ZnO质量分数为1%时,纳米ZnO在MC尼龙6基体中分散最好,达到了纳米级分散;由X衍射分析发现,纳米ZnO没有改变MC尼龙6的结晶形态,纳米ZnO质量分数为1%时复合材料的结晶形态结构优越。     

MC尼龙／Sm2O3纳米复合材料的制备及性能研究

用原位分散聚合法制备了一系列MC尼龙/Sm2O3纳米复合材料,并对其结构和力学性能进行了表征.结果表明,纳米Sm2O3使MC尼龙晶格尺寸发生了一定程度的改变;纳米Sm2O3的加入可以明显改善MC尼龙的力学性能,对MC尼龙同时具有增强和增韧双重效果;MC尼龙/Sm2O3纳米复合材料的力学性能随着纳米Sm2O3用量的增加呈先升高后降低的趋势.当纳米Sm2O3的质量分数为0.5%时,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率达到最大值,分别比MC尼龙提高了18.8%和91.5%,当纳米Sm2O3的质量分数为1.0%时,复合材料的缺口冲击强度、穹曲强度和弯曲弹性模量达到最大值,分别比MC尼龙基体提高了36.6%、11.2%和11.5%.     

纳米二氧化硅／MC尼龙6原位复合材料非等温结晶动力学

通过阴离子开环聚合法制各纳米二氧化硅／MC尼龙6原位复合材料,采用差示扫描量热法研究MC尼龙6及其原位纳米复合材料非等温结品行为,并利用修正Avrami方程的Jeziomy和Liu的方法进一步处理原位纳米复合材料的非等温结晶动力学,结果表明在纳米二氧化硅／MC尼龙6原位复合材料中,纳米二氧化硅对基体MC尼龙6的结晶有一定的成核作用,并提高了其结品速率。     

Preparation and characterization of novel addition cured polydimethylsiloxane nanocomposites using nano‐silica sol as reinforcing filler

A series of novel addition cured polydimethylsiloxane (PDMS) nanocomposites with various amounts of nano‐silica sol were prepared via hydrosilylation for the first time. The influence of various amounts of nano‐silica sol on the morphology, thermal behavior, mechanical and optical properties of these PDMS nanocomposites was studied in detail. It was found that with an increment in the amount of nano‐silica sol the reinforcing effect of the nano‐silica sol on the thermal and mechanical properties of the PDMS nanocomposites was very noticeable compared with the reference material. The prominent improvements in resistance to thermal degradation and mechanical properties can probably be attributed to the strong interaction of PDMS chains and uniformly dispersed particles resulting from the nano‐silica sol. However, the transparency of the PDMS nanocomposites slightly decreased with an increment in weight fraction of nano‐silica, compared with that of PDMS composite without nano‐silica (Sol‐0), which can probably be ascribed to an increasing size of the aggregated particles in the PDMS nanocomposites. The optimum amount of nano‐silica sol for preparing novel addition curing PDMS nanocomposites was about 15 wt%. © 2015 Society of Chemical Industry     

MC尼龙6/纳米ZnO复合材料热稳定性的原位XRD法研究

采用原位聚合反应制备MC尼龙6/纳米ZnO复合材料. 动态高温XRD(20~210℃)分析表明,随着温度的升高,MC尼龙6的α1(200)晶面和α2(002+202)晶面分别发生了收缩和膨胀,纯MC尼龙6和MC尼龙6/纳米ZnO复合材料的α1和α2晶面热膨胀系数分别为aTα1=-8.8×10-5 ℃-1, aTα2=1.6×10-4 ℃-1和aTα1=-1.7×10-4 ℃-1, aTα2=3.4×10-4 ℃-1. 随着温度的升高,MC尼龙6/纳米ZnO复合材料相对结晶度逐渐降低,在熔融温度附近结晶结构基本被破坏,在达到升温高点后的降温过程中产生了重结晶,在20~210℃之间的结构变化基本是可逆的. 加入纳米ZnO提高了MC尼龙6的热稳定性,随着纳米材料含量的增加,复合材料的热稳定性呈上升趋势,分散得越好,热稳定性越强;加入纳米ZnO使MC尼龙6的起始降解温度提高1~9℃,最大失重速率时的温度提高.     

纳米二氧化硅改性硬质聚氨酯泡沫塑料的研究

采用浇注成型法合成密度为250 mg/cm3的纳米SiO2改性硬质聚氨酯泡沫塑料(PUR-R),研究了纳米SiO2含量及偶联剂处理对纳米SiO2改性PUR-R的各种力学性能的影响。结果表明:直接使用纳米SiO2,可使PUR-R的某些力学性能得到提高,而偶联剂处理可进一步改善纳米SiO2对PUR-R的增强作用,用偶联剂改性过的纳米SiO2增强PUR-R与纯PUR-R相比,除断裂伸长率降低外,其他力学性能如拉伸强度、压缩强度、弯曲强度、冲击强度及弯曲模量等均有所提高。     

Effects of silica particle size on the structure and properties of polypropylene/silica composites foams

In this study, we prepared organically modified silica materials with various particle sizes, in the ranges of micrometer and nanometer, and their polypropylene (PP) composites. The PP micro/nanocomposites were then molded through conventional and microcellular injection molding processes. The effects of silica particle sizes on the structure, mechanical and rheological properties were investigated. The results showed that PP/silica nanocomposites provide better tensile strength than that of foamed nanocomposites. The addition of silica also increased the tensile strength of the nanocomposites, but decreased the tensile strength of microcomposites. Therefore, the tensile strength of PP/silica nanocomposites is better than that of PP/silica microcomposites. The silica particles helped the nanocomposites to develop small cells in the foaming process. Rheological results indicated an increase in the viscosity with the addition of nano silica and micro silica to PP. The viscosity increase for the silica nanocomposites was found greater than that of microcomposites at the same filler content.