高性能碳纤维增强尼龙10T复合材料制备与性能

以半芳香族尼龙聚对苯二甲酰葵二胺(PA10T)为基体树脂,采用碳纤维(CF)增强改性的方式制备高性能CF增强PA10T复合材料,研究不同质量分数的CF对PA10T/CF复合材料力学性能的影响。通过扫描电子显微镜对PA10T/CF复合材料的断面形貌进行分析,结合X射线衍射分析和差式扫描量热分析对复合材料的熔融、结晶过程和晶体结构进行分析,采用热重分析测试了复合材料的热稳定性。结果表明,CF的加入显著提高了PA10T/CF复合材料力学性能,当CF质量分数为30%,PA10T/CF复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲弹性模量分别达到253,360 MPa和20.1 GPa,比纯PA10T的性能分别提高216%,323%和675%。CF在复合材料结晶过程中起到异相成核作用,为结晶过程提供大量晶核,CF诱导α晶型PA10T晶态结构发生变化;同时也对分子链的运动折叠产生阻碍,导致晶粒生长不完善出现晶粒细化现象。加入CF后,复合材料结晶温度提高,结晶度随CF含量提高呈先下降后上升的变化趋势,同时热稳定性提高,当CF质量分数为10%时,复合材料热分解起始温度及失重50%的温度分别比纯PA10T提高10....     

碳纤维增强聚酰胺6复合材料的结晶行为研究

通过偏光显微镜和差示扫描量热仪(DSC)研究了碳纤维(CF)和滑石粉对聚酰胺6(PA6)结晶行为的影响。结果表明,CF的加入在PA6和CF的界面诱发横晶,CF和滑石粉在PA6基体中起到了异相成核作用,改变PA6的成核机理和晶体生长方式,提高了起始结晶温度和结晶速率。结晶速率随普等温结晶温度的升高而下降。当冷却速率增大时,起始结晶温度下降,结晶度增大。     

稀土化合物对PA66结晶行为的影响

采用熔融共混的方法制备了PA66/硬脂酸镧、PA66/氧化镧两种共混物,研究了不同含量下2种稀土化合物对PA66结晶行为的影响,并分析了不同变化产生的机理。结果表明:硬脂酸镧与PA66产生的络合配位作用,破坏了分子间的氢键,阻碍了α1面的晶体生长,并在高含量下降低了共混物的熔融峰温度和结晶峰温度。而氧化镧以简单填充的方式在PA66中起到异相成核的效果,随其含量的增加,共混物的结晶峰温度和结晶速率升高。     

增容剂对PP/PA66共混物力学性能和结晶行为的影响

采用熔融共混法制备了聚丙烯(PP)/聚酰胺66(PA66)共混物,研究了聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)和乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)作为增容剂对PP/PA66共混物力学性能和非等温结晶行为的影响。结果表明:PP-g-MAH提高了共混体系的拉伸强度,加入5份POE-g-MAH能显著提高共混物的断裂伸长率;PA66可起到异相成核作用,使PP的结晶峰温度升高;加入PP-g-MAH进一步提高了PP的结晶峰温度;PA66使PP的结晶活化能增大,增容剂的加入则使共混体系中PP的结晶活化能降低。     

聚酰胺6/连续碳纤维复合材料的结晶行为

利用自行设计的浸渍装置,通过熔融浸渍法制备了连续碳纤维增强聚酰胺6(PA6/LCF)复合材料。研究了LCF对PA6/LCF复合材料结晶行为的影响。结果表明,LCF的加入对PA6基体具有异相成核作用,增容剂苯乙烯马来酸酐共聚物(SMAH)和聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)的加入均能促进LCF对PA6基体的异相成核作用。PA6的等温结晶均相成核和异相成核共存,PA6/LCF复合材料则以异相成核结晶为主。非等温结晶研究表明,随着冷却速率的增加,PA6,PA6/LCF复合材料的结晶速率变大,半结晶时间降低。     

TLCP/PA66复合材料的熔融和结晶行为

双螺杆挤出制备热致液晶/尼龙 66(TLCP/PA66)复合材料,示差量热扫描(DSC)和X射线衍射(XRD)对复合材料的熔融和结晶等行为进行分析.结果表明:低含量的TLCP存在成核剂的作用使复合材料具有较高的结晶温度、结晶度以及完美的结晶形态;受到TLCP刚性分子链的影响,高含量TLCP使复合材料的熔点、结晶温度和结晶度等参数下降.XRD分析结果表明:TLCP促进复合材料晶体沿(010)和(110)面生长.     

透明聚丙烯的结晶行为

采用差示扫描量热仪、偏光显微镜和X射线衍射仪等研究了透明成核剂和透明聚丙烯的结晶行为和结晶形态。结果表明:山梨醇类透明成核剂第二次升温比第一次升温熔融温度下降10~50℃,熔融焓下降50%~90%;纯聚丙烯结晶温度约为110℃,熔融温度约为152℃,球晶尺寸约50μm,晶型为α晶;加入透明成核剂后,聚丙烯的结晶温度升高约10℃,熔融温度升高约3℃,晶粒尺寸约1μm,晶型仍为α晶。     

良好分散尼龙6/多壁碳纳米管复合材料的研究

采用柔和混合法制备纳米粒子良好分散的尼龙-6/多壁碳纳米管(PA6/MWNTs)复合材料,采用差示扫描量热仪(DSC)和广角X射线衍射法(XRD)研究了MWNTs对PA6基体结晶熔融行为的影响。DSC结果表明,MWNTs的加入大幅度地提高了PA6的结晶温度(最高提高约20℃),基体的结晶度也有所提高,说明良好分散的MWNTs在PA6结晶过程中呈现明显的异相成核作用;XRD结果证实,分散良好的MWNT促进PA6形成α晶型,抑制γ晶型的形成。同时,MWNT的加入导致复合材料出现熔融双峰现象,其形状随MWNT含量的变化而改变,双峰结构可能是由于熔融过程中伴随着重结晶而引起的。     

成核剂对尼龙66熔融与结晶的影响

通过差示扫描量热分析法研究了14种成核剂对尼龙66熔融与结晶的影响。结果表明：大部分成核剂的加入对尼龙66熔点影响不大，而熔程△Tm、结晶度和熔融熵降低；结晶峰值温度Tc升高，过冷度△Tc和半高宽D降低；低温峰所占的面积比例增加。其中滑石粉、石墨、氧化镁、聚醚砜和蒙脱土成核效果较好。     

尼龙6/高岭土纳米复合材料的结晶行为

采用广角X射线衍射仪(WAXD)、偏光显微镜和差示扫描量热仪(DSC)等手段研究尼龙6(PA6)/高岭土纳米复合材料的结晶行为.结果表明:高岭土的加入起到成核剂的作用,影响到PA6成核机理和结晶的生长,且改变了PA6的晶型,使PA6结晶温度略有升高,结晶速率增加,更易于结晶.同时从Avrami方程出发,得出纳米高岭土的存在可以明显改变PA6的结晶行为.     

卷扬机乱扣故障分析及处理

卷扬机是石灰工序中的重要设备。在卷扬机使用过程中,曾发生多起钢丝绳乱扣故障,技术人员结合现场实际情况,通过分析故障原因,在电气方面提出了切实可行的改进方案。     

基于拉伸流变挤出的马来酸酐接枝聚丙烯性能

使用新型的拉伸流变挤出机制备聚丙烯马来酸酐接枝物(PP-g-MAH)。相比于传统双螺杆挤出,基于拉伸流变挤出的PP-g-MAH具有较稳定的单体接枝率(相对接枝率在6%~7%),受设备参数影响较小,单体残留率较低。拉伸流场对聚丙烯(PP)分子链降解程度较低,分别测定了拉伸流场和剪切流场下,不同转速对PP-g-MAH的接枝率/熔体流动速率(G/M)比值的影响,发现前者的产物的G/M比值随转速增加而增加,表明拉伸流场对PP分子链降解程度较低。在PP-g-MAH相对接枝率均为6%的条件下,利用拉伸流变挤出制备的PP-g-MAH的拉伸强度比双螺杆挤出产物高25%。分别和PP以不同比例共混,前者挤出的PP共混物的冲击强度比双螺杆挤出的高11%~35%。     

聚乙烯土工膜专用料链结构研究

对2种高密度聚乙烯（PE-HD）土工膜专用料TR131和DQTG3912,在分析其力学和热力学性能的基础上,采用升温淋洗分级与连续自成核退火联用技术对支链结构及分布进行了系统表征,并与产品的力学性能相关联。高温碳谱核磁共振分析表明,DQTG3912比TR131具有更高的共聚单体插入量,支化度分别为6.7个/1000C和5.9个/1000C;DQTG3912低温级分的片晶厚度较高,高温级分片晶厚度较低;表明DQTG3912样品虽然含有较多的短支链,但在更容易插入的低相对分子质量处的分布较少,而在高相对分子质量处分布较多,更接近理想的短支链分布,有利于形成分子链间的系带分子,增强拉伸强度及耐环境应力开裂性能;产品力学性能的表征结果与链结构的分析相符。     

基于共混聚醚共聚酰胺的气体分离膜的制备及性能研究

聚合物共混可以制备出兼有几种聚合物特性的共混膜。为了提高气体分离膜的综合性能,以2种不同型号的聚醚共聚酰胺（具有高选择性的Pebax1657和具有高渗透性的Pebax2533）为膜材料制备了气体分离膜,并对分离膜进行结构表征、分离性能和力学性能测试。结果表明,随着Pebax2533含量的增加,聚酰胺段的链间距逐渐增大,自由体积分数增大,玻璃化转变温度降低,断裂伸长率逐渐提高;与纯Pebax1657膜相比,共混膜的CO2和N2渗透系数同时增大,N2渗透系数增加速度较快;选择性逐渐降低;与纯Pebax膜相比,两者共混后的膜的综合性能有所提高。     

发泡聚苯乙烯包装材料中六溴环十二烷应用现状研究

建立了气相色谱质谱法测定发泡聚苯乙烯（EPS）包装材料中六溴环十二烷(HBCD)含量的方法,研究了EPS包装材料中HBCD的含量。结果表明,23.9 %的样品中有HBCD的检出,其中11.27 %的样品为企业满足材料阻燃要求而故意添加;市场上常见密度EPS包装材料产品中均发现了一定比例的HBCD故意添加或污染;包装材料的用途是决定HBCD添加率的关键影响因素,电子产品包装对阻燃的要求较高,HBCD添加率高达44.4 %,而填充物材料中HBCD的故意添加率为0;基于企业和地方管理部门对于包装材料中HBCD的禁用认识和监管不足,建议加强对EPS包装材料HBCD禁用的宣传和监管力度,并推广使用HBCD的替代品。     

鞋底材料的中红外光谱可视化快速鉴别

借助中红外分析技术和化学计量分析,建立常见鞋底材料种类鉴别的分类模型,为鞋底种类鉴别提供有效的新方法。基于鞋底红外光谱矩阵数据,建立了层次聚类模型和K近邻模型。结果表明,K近邻模型中,43个样本分为7类,这与层次聚类模型中,组间平均距离为8时样本的分类结果一致;K近邻下,分类样本呈5个聚集区域,其中H、G、K 3类样本分布情况明显,相比较A类,E类分布较为集中,聚敛程度较大,L类分在E类,M类分在A类;模型总分类准确率达95.35 %,分类结果理想;选取各类中的一个样本,对其开展谱图解析,得到样本主要成分有顺丁橡胶、乙烯醋酸乙烯酯共聚物、聚氨酯、异戊橡胶、聚氯乙烯和苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物;中红外光谱技术结合化学计量分析可作为鞋底材料种类鉴别的一种无损、快速、准确的分析方法。     

涂料行业重点挥发性有机物的筛选与建议

挥发性有机物（VOCs）是当前核心大气污染物,而涂料的生产和使用过程中VOCs的排放一直得到关注。文中基于美国EPA的SPECIATE数据库和实际企业调研,研究了涂料行业重点VOCs的筛选原则与方法,确定VOCs的评分标准和量化处理方法;选取15个类型的涂料涂装工序,以质量分数、嗅阈值、饱和蒸气压、空气环境目标值和最大增量反应活性为评估参数,采用分级赋值和多参数综合评分筛选出7种（类）涂料行业重点VOCs。对重点VOCs的执行标准现状进行了调研比较,提出了修订的建议。     

温度与占压综合作用下埋地含缺陷聚乙烯管道数值分析

为分析温度与占压载荷综合作用下埋地含缺陷聚乙烯管道应力水平,运用ABAQUS有限元分析软件建立管土作用模型,通过热力分析实现温度与占压综合作用,分析温度载荷、占压载荷对在役管道的影响规律,并探讨埋深、占压位置、土体弹性模量、管土摩擦因数对最大应力的影响。分析表明,在规程要求的工作压力下,不能忽略温度荷载对埋地含缺陷聚乙烯管道受力的影响;温度和占压载荷综合影响下在役管道最大应力最终位于内壁3点钟方向,与完好管道的最终位置规律一致,缺陷位于截面3点钟方向管道最易失效;管道埋深和土体弹性模量的影响明显大于管土摩擦因数和占压位置偏移距离。     

高温高湿环境下紫外老化对氨纶结构及性能的影响

使用QUV紫外耐候试验机进行老化实验,研究了高温高湿环境下紫外老化对氨纶力学性能及微观结构的影响,通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)、差示扫描量热、X射线衍射及力学性能分析探究氨纶紫外老化规律及机理,结果表明:随老化时间增加,N—H基氢键化程度变大,C—N键断裂,侧链上甲基脱氢变为更加活泼的亚甲基;氨纶热性能不断下降,玻璃化转变温度(Tg)不断升高且微相分离程度变差;结晶度在老化初期变化较小,呈先增后减的趋势,在老化150 h达到峰值。紫外老化后的氨纶,断裂伸长率及断裂强力在老化初期(0~50 h)下降明显,随后缓慢上升,分别在200 h及150 h骤降;老化前后氨纶弹性模量与结晶度变化趋势近似,弹性模量先增后减,在老化100 h达到峰值,300%弹性回复率不断下降。FTIR图谱1 110 cm^-1处显示氨纶老化前后醚基无显著变化,而1 710 cm^-1处样品吸水后产生的C=O基峰及3 317 cm^-1处因紫外光照C—N键断裂而引起的N—H吸收峰明显变弱,证明氨纶紫外老化本质是紫外光解及水解的协同作用,温度起到加速老化作用。     

聚乙烯及其复合管电熔接头的失效模式与爆破压力研究

通过Abaqus有限元分析软件,建立聚乙烯（PE）及其复合管电熔接头受内压和轴向力作用下的有限元模型,分析电熔接头的应力分布规律,研究管材种类、强度对电熔接头的失效模式与爆破压力的影响规律,结合电熔接头短时爆破实验验证模型的有效性。结果表明,PE管电熔接头的失效模式是管材韧性破坏;增强热塑性复合管（RTP）电熔接头的失效模式和爆破压力受管材强度影响,随强度增加,失效模式由管材破坏转变为电熔套筒破坏,爆破压力随RTP管材强度增加先升高,随后趋于稳定。