无机纳米粒子结构形态对PMMA聚合物动态力学性能的影响

应用DMTA技术研究了CaCO3、有机膨润土MMT和分子筛MCM-41等3种不同结构形态的纳米粒子及其加入量对PMMA聚合物动态力学性能的影响.结果表明:这3种无机纳米粒子在20～200℃区间都能提升PMMA聚合物储能模量E′、阻尼E″和力学状态转变点(tβ、tg和tf),并呈现出随加入量并升的趋势.与粒状CaCO3相比,剥离型片层状结构的膨润土MMT和内腔有众多纳米通道构造的分子筛MCM-41更能显著提高PMMA材料动态力学性能、扩大力学状态热稳定区间和改变PMMA聚合物基断裂机理与能耗方式.     

纳米碳酸钙表面原位聚合聚甲基丙烯酸甲酯微结构及性能

利用原位乳液聚合在纳米碳酸钙(CaCO3)粒子表面接枝包覆了聚甲基丙烯酸甲酯(PM-MA),借助于FT IR1、H-NMR、TGA和GPC等手段研究了PMMA界面层结构、热稳定性及分子量分布。结果表明:纳米CaCO3粒子表面接枝的PMMA以间同(rr)立构结构为主,其含量约52.8%;热稳定性介于无皂和有皂乳液聚合之间,热分解温度比无皂乳液聚合的PMMA高约50°C,其分解主要由PMMA亚乙烯基链端的β-断裂及自由链断裂引起。纳米碳酸钙表面接枝的PM-MA分子量比均聚物大,分布也较宽。纳米CaCO3粒子的存在对PMMA的微结构没有影响,但对PMMA的热稳定性、分子量及其分布有影响。     

纳米介孔材料MCM-41对PMMA动态力学行为的影响

应用动态力学热分析技术研究了纳米介孔材料MCM-41对有机玻璃PMMA动态力学行为的影响.结果表明:纳米介孔分子筛MCM-41与PMMA分子链之间发生物理与化学的吸附、交联和缠结作用,MCM-41外表及其孔道与PMMA基体之间形成有效的聚合物屏蔽与受限微区.这些作用和相区的破解需要更高的温度、热能和力能,导致了MCM-41/PMMA复合材料各级力学状态转变温度(tβ、tg和tf)向高温区迁移、动态力学模量值下降趋缓、阻尼升高和力学状态稳定区间宽化.MCM-41粒子的介入也改变了PMMA断裂机理和能耗方式,起到了增刚增韧的作用.     

MoS2/PMMA纳米复合材料动态力学性能

以液相溶剂热合成和表面改性技术制备的纳米MoS2作为减磨与增强剂,耐磨性差的PMMA为聚合物基,借助超声分散与溶液热流延技术制备MoS2/PMMA纳米复合材料.通过动态力学热分析研究MoS2对PMMA动态力学行为的影响,并探讨材料的宏观组成、微观结构与动态力学性能之间的关系.实验表明,在低温段(<110℃),MoS2对PMMA动态储能模量E’在质量分数0~15%范围呈现出随粒子加入量增加而升高,≥15%又呈下降的趋势,对动态损耗模量E″则随MoS2加入量增加呈下降趋势.在高温段(>110℃),MoS2对E’和E″有提升作用,加入量越高E’和E″温升衰减越趋缓,E’相对稳定平台区间拓宽趋势越明显.MoS2/PMMA复合材料玻璃化转变温度tg和进入粘流态转变温度tf也随MoS2加入量增加向高温偏移,耐热性提高.     

纳米CaCO_3/ABS复合材料的制备

通过偶联剂处理和超声波振荡的方法使纳米CaCO3 粒子在ABS基体中均匀分散 ,制备出纳米CaCO3/ABS复合材料。利用冲击、拉伸、弯曲测试 ,熔融指数测定对复合材料的力学性能、加工流动性能进行研究。实验测试结果表明 ,纳米CaCO3 粒子起到了增强、增韧ABS的作用 ,同时提高了ABS的熔融指数     

纳米聚丙烯酸酯微乳液改性纳米CaCO3研究

分别采用聚丙烯酸酯乳液和纳米级聚丙烯酸酯微乳液对纳米CaCO3进行改性,通过红外光谱分析、热重分析和扫描电镜分析研究改性纳米CaCO3的结构和性能.结果表明,改性后的纳米CaCO3由亲水疏油性变为亲油疏水性,纳米级聚丙烯酸酯微乳液与纳米CaCO3粒子表面发生了化学反应,并包覆到纳米CaCO3粒子表面.     

纳米CaCO3 对物理老化前后PC/PS性能的影响

 通过差示扫描量热法和动态力学分析对PC/PS/纳米CaCO3和PC/PS/包覆纳米CaCO3复合材料物理老化前后PS相的玻璃化转变、β松弛及动态力学性能进行了研究。结果表明：纳米CaCO3有利于PS相的分子链段松弛运动,PC/PS/纳米CaCO3复合材料PS相的Tg、损耗模量峰温和β松弛温度下降;包覆纳米CaCO3增加相界面间相互作用,PC/PS/包覆纳米CaCO3复合材料PS相的Tg、β松弛温度、储存模量和损耗模量峰温均较PC/PS/纳米CaCO3提高。随着物理老化时间的延长,PC/PS及复合材料PS相的Tg和β松弛温度提高,松弛热焓ΔH增加,其中,PC/PS/包覆纳米CaCO3的提高幅度较小。物理老化使得PC/PS/纳米CaCO3的存储模量提高。     

纳米SiO_2和CaCO_3对超高性能水泥基复合材料的影响

系统研究了双掺纳米SiO2和纳米CaCO3对超高性能水泥基复合材料力学性能的影响规律,采用水化热分析、XRD、MIP和纳米压痕等多种微观分析测试手段对其水化进程及微结构进行了研究.结果表明,双掺纳米材料可进一步提升材料的各项力学性能,纳米CaCO3的最佳掺量为3%~5%.纳米SiO2的高反应活性促进了早期水泥水化的进程,与水泥水化产物Ca(OH)2反应产生C-S-H凝胶,纳米CaCO3主要起到了填充增强和晶核的作用,二者共同作用下,使得复合材料结构更为密实,孔隙率进一步降低,孔径得到细化,超高密度C-S-H凝胶大量生成,界面区得以强化,异常均匀致密的微观结构使得复合材料在宏观上体现出优异的力学性能.     

聚氨酯/纳米碳酸钙弹性体的制备与力学性能研究

采用一步法以PTMEG，BDO，TEA，TDI为原料，选用n—CaCO3合成了PU／n—CaCO3弹性体，并考察了BDO，TEA，NCO／OH，n—CaCO3的含量对聚氨酯弹性体力学性能的影响。结果表明，纳米碳酸钙对聚氨酯弹性体的力学性能有一定提高。粒度分析与SEM测试表明，纳米粒子在本研究体系中的分散程度不理想。     

纳米SiO和CaCO3对超高性能水泥基复合材料的影响

系统研究了双掺纳米SiO2和纳米CaCO3对超高性能水泥基复合材料力学性能的影响规律,采用水化热分析、XRD、MIP和纳米压痕等多种微观分析测试手段对其水化进程及微结构进行了研究.结果表明,双掺纳米材料可进一步提升材料的各项力学性能,纳米CaCO3的最佳掺量为3％～5％.纳米SiO2的高反应活性促进了早期水泥水化的进程,与水泥水化产物Ca(OH)2反应产生C-S-H凝胶,纳米CaCO3主要起到了填充增强和晶核的作用,二者共同作用下,使得复合材料结构更为密实,孔隙率进一步降低,孔径得到细化,超高密度C-S-H凝胶大量生成,界面区得以强化,异常均匀致密的微观结构使得复合材料在宏观上体现出优异的力学性能.     

聚合物／BaTiO3复合材料动态力学性能研究

采用动态力学分析仪（ＤＭＡ）对聚合物／ＢａＴｉＯ３复合材料的动态力学性能进行了研究，并用扫描电镜（ＳＥＭ）观察了复合材料的断面形貌。结果表明：聚合物的分子结构、结晶度和ＢａＴｉＯ３粒子的表面性质对复合材料的动态力学性能影响很大。ＬＬＤＰＥ／ＢａＴｉＯ３复合材料中存在网络结构，而ＢａＴｉＯ３粒子位于网络之中，这有利于动态模量的提高。     

Al2O3陶瓷材料高应变率下的动态力学性能

针对常规SHPB实验系统的不足对其进行改进,采用改进的SHPB实验方法对Al2O3陶瓷材料的动态力学性能进行了实验研究,表明改进的SHPB实验方法可以成功地进行高强度材料高应变率下的动态力学性能实验。实验得到了Al2O3陶瓷材料在不同应变率下的动态应力应变曲线,结果表明,Al2O3陶瓷为弹脆性材料,其动态应力应变呈非线性关系;在高应变率下,陶瓷材料的动态应力应变关系是应变率相关的,材料的初始弹性模量、破坏应力、破坏应变值随应变率的增大而增大。最后对Al2O3陶瓷高应变率下的变形机理进行了讨论。     

丁羟聚氨酯/聚甲基丙烯酸甲酯 IPN 的结构与性能

通过动态力学性能和力学性能测试对丁羟聚氨酯／聚甲基丙烯酸甲酯[PU(HPB)／PMMA]IPN体系的各种合成条件进行筛选。结果表明,在IPN的两网络间引入交联能显著地改善两网络的相容性。     

聚乙烯纤维增强复合材料的动态力学响应特性

采用一维平面应变动加载技术及拉氏分析,研究聚乙烯纤维增强复合材料（Dyneema UD66层合板）在强应力脉冲载荷作用下的动态响应特性,得到了流场中各状态参量沿时－空的分布规律,应用冲击动力学理论分析其力学响应特征,并由实验及拉氏分析结果拟合了该材料的动态本构方程,结果表明,该材料具有良好的冲击波能量吸收特性及明显的应变率相关特性。     

PMMA/PS复合光散射材料的制备和表征

通过将苯乙烯（St）一定时间的聚合产物（散射添加物）与甲基丙烯酸甲酯（MMA）单体进行原位聚合,制备透明、高散射、导光聚合物体散射材料。对材料的光学性能测试表明：调节散射添加物的用量,可以调控材料的透光率和雾度,透光率随着添加物用量的增加而下降,雾度随添加物用量的增加而上升,材料的透光率能够大于85%,雾度大于80%;对材料的红外分析表明光散射材料的散射基体为聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）;反应体系温度的变化使材料的分子量具有双峰分布;材料的分子质量分布介于3.0与3.5之间;材料的微观结构分析表明：聚苯乙烯(PS)均匀的分布在PMMA基体中,其尺寸与可见光波长相当或略小;随着添加物用量的增加,分散在PMMA基体中的PS的粒径增加,分布的密度减少。     

利用原状磷石膏制备石膏基复合胶凝材料的力学性能

以未经处理的原状磷石膏制备磷石膏基复合胶凝材料,测试磷石膏基复合胶凝材料的力学性能,考察生石灰的掺量、水灰比以及成型压力对磷石膏基复合胶凝材料力学性能的影响。结果表明:当生石灰掺量为4%时,磷石膏-矿渣复合胶凝材料具有较好的力学性能,矿渣微粉对磷石膏-粉煤灰复合胶凝材料的力学性能有增强作用。对于磷石膏-矿渣-炉渣复合胶凝材料,当成型压力超过3 MPa时,制备的材料力学性能明显下降。同浇注成型试样相比较,在5 MPa成型压力下的压实成型试样,材料孔隙率提高,特别对于200 nm以上孔所占体积分数来说,其所占体积分数要远远高于浇注成型试样,导致了材料微观结构劣化,力学性能变差。     

甲基丙烯酸甲酯改性聚醚聚氨酯的结构形态与力学性能

采用同步法合成了聚氨酯(PU)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的线型共混物、嵌段共聚物和互穿高聚物(IPN)。凭藉力学性能测试、电镜观察和动态力学谱分析,研究了光固化、热固化、化学组成、物理结构等因素对体系力学性能、结构形态和粘弹行为的影响。结果表明:PU/PMMA是呈两相结构的部分相容体系,其中线型共混物伸长率最大,IPN强度最高,而嵌段共聚物的力学性能较差。此外,嵌段共聚物和IPN光固化体系形成的相畴结构均一,其抗张强度和伸长率明显高于热固化体系。聚合物的力学性能除了受化学结构影响以外,还与化学组成有关,随体系中PMMA含量和PU中硬链段含量增加,聚合物抗张强度升高,伸长率下降。     

SiO2/PMMA无机-有机复合材料的制备与性能

以苯乙烯磺酸钠（NaSS）为离子单体,将其介入甲基丙烯酸甲酯（MMA）与正硅酸乙酯（TEOS）的原位分散聚合体系,以获得较少分散剂用量下的多功能二氧化硅/聚甲基丙烯酸甲酯(SiO2/PMMA)复合体系的单分散微球,采用XRD、SEM、TEM、FTIR、TGA和DSC对所获SiO2/PMMA复合微球进行了表征,并对其防水性能及单体合成机理进行了研究。研究结果表明：在分散聚合体系中加入正硅酸乙酯（TEOS）获得的纳米SiO2颗粒,可提高聚合物PMMA的疏水性能,且对该复合材料的透光率影响不大,仍具有很高的透明度。     

TDI-PTMG型PU/PMMA/OMMT纳米复合材料的结构及性能研究

将插层纳米复合技术与同步互穿聚合物网络(IPN)技术相结合,制备了聚氨酯(PU)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/有机蒙脱土(OMMT)纳米复合材料.用透射电子显微镜(TEM)和力学性能测试研究了该复合材料和相应的PU/PMMA-IPN和PU材料的结构和力学性能.结果表明.PU/PMMA/OMMT纳米复合材料形成了插层/剥离型结构,其力学性能最优.对材料的制备工艺进行了研究,获得优化制备条件是:PU/PMMA质量比为60/40;OMMT,BPO,EGDMA添加量分别为单体MMA质量的5%,0.8%,2.0%,MOCA系数为0.9.     

甲基丙烯酸甲酯/蒙脱土纳米复合材料的研究

用烷基铵盐和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)对钠基蒙脱土进行有机化处理,采用二次插层法制备有机蒙脱土.X射线衍射(XRD)表明有机阳离子同钠离子发生离子交换作用,导致层间距扩大.采用本体聚合法制备了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/蒙脱土(MMT)纳米复合材料,测试了光学性能、力学性能、热稳定性.通过721分光光度计I、R、AFM、XRD、DMTA等手段研究了结构与性能,并与纯PMMA进行了对比.实验结果表明:PMMA可以插层于蒙脱土片层之中,得到共混物的透光率与纯PMMA相当,玻璃化温度比纯PMMA提高了约十几度.