UP/GF/TLCP原位混杂复合材料的力学性能与流变性能

通过静态力学方法研究热致性液晶聚合物(TLCP)的含量对不饱和聚酯(UP)/玻璃纤维(GF)/TLCP原位混杂复合材料力学性能的影响,采用流变仪研究TLCP对材料流变性能的影响,采用扫描电镜(SEM)观察材料的冲击断面微观形貌。结果表明,TLCP含量对材料流变性能和力学性能有很大影响,当TLCP加入量为5%时,材料的流动性能最好,熔体流动速率(MFR)达到107.7 g/10 min,常温下材料的冲击强度达到5.23 kJ/m2,是未加TLCP材料的1.97倍,材料的弯曲强度由66.9 MPa提高到76.5 MPa,提高了14.3%。同时,材料的蠕变和应力松弛行为得到一定程度的改善。SEM观察表明,TLCP的加入对提高材料的断裂能具有一定的作用。     

UP／GF／TLCP混杂复合材料的流变性能与力学性能

采用自行合成的不同相对分子质量(n)的热致性液晶聚合物(TLCP)与玻璃纤维(GF)混杂改性不饱和聚酯(UP),固定TLCP用量为5%(质量分数),研究了UP/GF/TLCP复合材料的流变性能和力学性能,分析了材料的冲击断面微观形貌。结果表明,TLCP的相对分子质量(n)对复合材料流变性能和力学性能有很大影响,当n不大于10时,复合材料的流变性能和力学性能随n的增加而提高。当n=10时,复合材料的流动性能和弯曲性能最好,熔体流动速率达到164.1 g/(10 min)。常温下弯曲强度和弯曲模量达到82.88 MPa和6.03 GPa,分别提高了31.3%和30.8%。当n=50时,复合材料的冲击强度最佳,达到5.196 kJ/m2,是未加TLCP材料的1.62倍,冲击断面形貌表明,TLCP相对分子质量对复合材料的界面粘合作用影响显著。     

GO/TLCP/PF混杂复合材料的热性能和动态力学性能

采用熔融挤出法将热致性液晶聚合物(TLCP)与酚醛树脂(PF)熔融挤出,分别加入氧化石墨烯(GO)、KH550改性GO(KH550-GO)、KH560改性GO(KH560-GO),制备出GO/TLCP/PF混杂复合材料,研究GO的加入对GO/TLCP/PF混杂复合材料的热性能、力学性能、动态力学性能、蠕变和应力松弛的影响。结果表明:GO的加入可提高GO/TLCP/PF混杂复合材料的热性能、力学性能以及动态力学性能;仅加入1%KH560改性的GO,GO/TLCP/PF混杂复合材料的冲击强度比PF复合材料提高了25.6%,储能模量提高了28.1%,蠕变和应力松弛性能也得到改善。其原因是,GO与TLCP具有一定的协同增强效应。     

TLCP/SF/酚醛树脂混杂复合材料的摩擦磨损性能

采用自行合成的热致性液晶聚合物(TLCP)与酚醛树脂(PF)通过熔融挤出进行原位复合,加入经过表面处理的剑麻纤维(SF),通过辊炼、模压成型制备了TLCP/SF/PF混杂复合材料。研究液晶聚合物的种类对TLCP/SF/PF混杂复合材料摩擦磨损性能、硬度、动态力学性能的影响,使用扫描电子显微镜(SEM)观察了混杂复合材料的磨损面形貌,分析了混杂复合材料的摩擦磨损机理。研究结果表明,液晶聚合物聚对苯二甲酰-双(对羟基苯甲酸)癸二醇酯(PHDT)使TLCP/SF/PF的体积磨损率降低了15%,Tg提高了10℃。TLCP与剑麻纤维协同改善了混杂复合材料的摩擦性能,为制备无石棉摩擦材料提供理论参考。     

TLCP/GF/PP复合材料中纤维的主承载与微纤的作用

本文对热致液晶聚合物（TLCP）／玻璃纤维（GF）／聚丙烯（PP）原位混杂复合材料的形态结构，破坏过程，力学性能进行了研究，显微镜的观察结果表明，TLCP的加入使得加工过程中玻纤的破断减弱，TLCP／GF／PP原位混合复合材料中GF的平均长度是GF／PP复合材料的2．36倍。这使其主承载作用更显著，使用带拉伸实验台的扫描电镜观察到了TLCP微纤或微球对微裂纹扩展的阻滞及延缓作用。TLCP／GF／PP（5／15／85）样品拉伸强度度及断裂伸长度分别比GF／PP（15／85）样品提高了22．6％和321％，PP-g-MAH的加入使得原位混杂复合材料的拉伸强度进一步得到提高。     

介孔SBA-15对不饱和聚酯树脂及其复合材料性能的影响EI北大核心CSCD

采用自制介孔SBA-15,利用原位聚合法制备SBA-15/不饱和聚酯(UP)原位树脂。通过模压制得SBA-15/UP复合材料。利用冲击、氮气吸附-脱附、蠕变和应力松弛测试、摩擦测试、扫面电镜等测试手段对SBA-15/UP原位树脂及其复合材料的性能进行表征,研究不同SBA-15含量对SBA-15/UP复合材料性能的影响。结果表明,聚合后,SBA-15的孔径减小。SBA-15的加入能有效改善SBA-15/UP复合材料的摩擦性能和尺寸稳定性,蠕变和应力松弛性能明显得到改善。当SBA-15加入量为2%时,体积磨损率降低了19.58%,冲击强度提高了29.83%。     

原位混杂增强热塑性复合材料

提出原位混杂复合材料的结构模型,以聚醚醚酮(PEEK)及聚碳酸酯(PC)为基体进行原位混杂复合.对所得的热致液晶聚合物(TLCP)微纤与宏观纤维混杂增强的TLCP/碳纤维(CF)/PEEK和TLCP/玻璃纤维(GF)/PC原位混杂复合材料的加工流变学、几何学与力学特性进行了研究.     

热致性液晶/氧化石墨烯/酚醛树脂复合材料的力学性能与摩擦性能研究

将酰氯化后的氧化石墨烯与热致性液晶聚合物经溶液混合法制备热致性液晶聚合物/氧化石墨烯(TLCP/GO)混杂材料;通过辊炼、挤出、模压成型工艺制备热致性液晶聚合物/氧化石墨烯/酚醛树脂(TLCP/GO/PF)复合材料,研究TLCP/GO混杂材料含量对酚醛树脂复合材料的力学、动态力学及摩擦性能的影响。结果表明:添加量为0.5%时复合材料的弯曲强度及弯曲模量分别提高了26%及11%;添加量为0.5%时,复合材料初始储能模量提高了31.5%,同时,混杂材料的加入一定程度上改善了复合材料的摩擦磨损性能,其中混杂材料添加量为0.5%时,复合材料的摩擦系数在0.39~0.28之间,250℃时,复合材料的磨损率为0.39×10-7cm3/N·m,比纯酚醛复合材料降低48.7%,表明TLCP与GO具有协同增强作用。     

原位混杂增强塑性复合材料

提出原位混杂复合材料的结构模型,以聚醚醚酮（PEEK）及聚碳酸酯（PC）为基体进行原位混杂复合,对所得的热致液晶聚合物（TLCP）微纤与宏观纤维混杂增强的TLCP／碳纤维（CF）／PEEK和TLCP／玻璃纤维（GF）／PC原位混杂复合材料的的加工流变学,几何学与力学特性进行了研究。     

UP/GF/LCPU原位混杂复合材料动态力学性能

为了改进不饱和聚酯树脂在高低温和交变应力下力学性能和热稳定性较差的缺点,利用自行合成的端基含有活性基团的热致性液晶聚合物(LCPU)对不饱和聚酯(UP)/玻璃纤维(GF)复合材料改性,用DMA测试了共混物的动态力学性能,用扫描电镜(SEM)对材料断面的形态结构进行了研究.结果表明,加入一定量的LCPU,复合材料的动态力学性能得到一定改善,材料的冲击强度和弯曲强度得到明显的提高,其中冲击强度最大提高了16%,弯曲强度最大提高36%,弯曲模量最大提高61%,材料的应力-应变行为得到改善,而LCPU的含量对材料的硬度影响不大;LCPU的加入对提高材料的断裂能具有一定的作用.     

UP/GF/LCPU原位混杂复合材料的热性能和动态力学性能

利用自行合成的端基含有活性基团的热致性液晶聚合物(LCPU)对不饱和聚酯(UP)/玻璃纤维(GF)复合材料改性。用DSC、TGA、热膨胀仪、DMA测试了共混物的热性能和动态力学性能并研究其结构与性能的关系,用扫描电镜(SEM)对材料断面的形态结构进行了研究。结果表明:当LCPU含量为2.5%~5%,材料的综合热性能较好,材料的玻璃化转变温度、热失重温度、维卡软化点温度都有所提高,热膨胀性能得到改善。SEM观察表明,LCPU的加入对提高材料的断裂能具有一定的作用。     

聚砜基体原位混杂复合材料的梯度结构

通过对注塑样品分层切片的光学与电子显微镜观察,研究了热致液晶聚合物/玻璃纤维/聚砜原位混杂复合材料的形态结构。结果表明,从皮至芯热致液晶聚合物呈梯度分布,即热致液晶聚合物分散相形态从皮层的微纤逐步过滤到芯部的微球,其含量从皮至芯递减。加入聚砜接枝马来酸酐共聚物作为界面相容剂,改善了热致液晶聚合物及玻璃纤维与聚砚基体的界面粘结,也减弱了热致液晶聚合物含量与形态在样品中的梯度分布效应。     

高分子原位复合材料的研究进展

用热致液晶聚合物（ＴＬＣＰ）与热塑性塑料（ＴＰ）共混制备原位复合材料是增强高分子的重要途径。本文从ＴＬＣＰ／ＴＰ复合材料的流变性能、成型加工方法、ＴＬＣＰ对ＴＰ的增强机理以及复合材料的力学性能等方面对该类材料进行综述。分析了ＴＬＣＰ／ＴＰ复合材料的优势及存在的问题。     

Mechanical, morphological and thermal properties of in situ ternary composites based on poly(ether imide), silicone rubber and liquid crystalline polymer

A compatibilization method for improving the mechanical and thermal properties of thermoplastic/thermotropic liquid crystalline polymer (LCP) blends has been tested in blends of poly(ether imide), PEI, with a thermotropic copolyester (Vectra B-950). It is based on the addition of a third component, a functionalized elastomer (hydroxy terminated silicone rubber), to the blend that interacts with the matrix polymer and the thermotropic liquid crystalline polymer, facilitates the structural development of the thermotropic liquid crystalline polymers (TLCP) phase by acting as a compatibilizer at the interface. The main properties of blends required are flexibility of material in presence of compatibilizer. The viscosity of the compatibilized in situ composite was increased by the silicone rubber owing to the strong interaction. The coefficient of thermal expansion (CTE) of PEI/TLCP blend becomes lowered when the content of silicone rubber is increased. Morphological observation showed that the addition of compatibilizer significantly reduced the size of the dispersed LCP phase and improved their dispersion within the matrix. Measurement of the tensile properties shows increased strength as well as enhanced modulus and elongation when PEI/TLCP blend is properly compatibilized. This is attributed to fine fibril generation induced by the addition of compatibilizer.     

Organoclay/thermotropic liquid crystalline polymer nanocomposites. Part V: morphological and rheological studies

Small amounts of organoclays in different sizes and concentrations were added into thermotropic liquid crystalline polymer (TLCP) by a combination method of ultrasonication, centrifugation, and solution casting (and shear-induced phase separation). Four kinds of organoclay-modified TLCP composites were obtained. TC3 UP was a kind of organoclay which displayed a marked shear-induced phase separation phenomenon at 190 °C and higher temperatures. TC3 UP could be separated into a TLCP-rich part, TC3 white, and an organoclay-rich part, TC3 dark. TC3 white was an organoclay-modified TLCP with fully exfoliated organoclay of a uniform size of 15–25 nm well dispersed in the TLCP. TC3 dark had a typical intercalated model structure with some TLCP molecules confined in organoclay galleries. TC3 FS was an organoclay-modified TLCP with organoclay of comparable size to that of the fully extended TLCP molecule, i.e., 85 nm. The organoclay layers dispersed into the polymeric matrix as a few randomly organized organoclay layers or stacks of layers in the quiescent condition in organoclay-modified TLCPs. The larger organoclay size or higher concentration of organoclay in the composites (such as, TC3 UP and TC3 dark) caused a greater proportion of the layers or stacks be hydro-dynamically impeded in the quiescent state, resulting in the filler–filler interaction becoming important and in fact dominating the long-term viscoelasticity of the composites. Additionally, the ease with which the organoclay structure could be altered by flow was considerably enhanced, primarily because of filler–filler interactions. Organoclay size has primary effect on the liquid crystallinity of TLCP. Small or comparable organoclay size with the fully extended TLCP molecule in TC3 white and TC3 FS has weak or negligible negative influence on the liquid crystallinity of TLCP, while larger organoclay size totally damages the liquid crystallinity of TLCP. The morphologies, liquid crystallinity as well as the linear and non-linear viscoelastic behaviors of organoclay-modified TLCPs have been characterized in detail.     

聚丙烯/热致液晶聚合物/玻璃纤维混杂复合材料 Ⅱ: 混杂复合材料的静态及动态力学性能

对具有良好液晶聚合物微纤结构的聚丙烯/热致液晶聚合物/玻璃纤维 (PP/TLCP/GF) 混杂复合材料,使用静态拉伸和动态力学分析 (DMA) 的方法研究了材料的力学性能。拉伸实验结果表明,混杂复合材料的拉伸强度和模量随着PP和TLCP挤出后的牵伸速率增大而上升,并且含有增容剂PP-g-MAH的体系,力学性能更优异。DMA测试结果表明,混杂复合材料的动态模量E'随着体系中玻纤的含量增加而增大;当体系中加入增容剂后,复合材料的刚性得到进一步提高。但无论是否使用了增容剂PP-g-MAH,当体系中玻纤含量高于20%后,模量随玻纤含量增大的趋势变缓。当体系中增强相的含量增加,以及加入增容剂使增强相与基体的界面粘结得到改善后,PP基体的损耗因子 (tanδ) 峰值都有一定的减小。