PET表面改性对PVDF/PET膜界面性能及力学性能的影响

用碱液和硅烷偶联剂KH550水解液先后对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)无纺布进行表面改性处理,以提高聚偏氟乙烯(PVDF)膜与PET支撑层间的界面性能.研究了改性处理条件对PVDF/PET膜的界面黏合性和力学性能的影响,并探讨了界面黏合增强机制.结果表明:水解液中KH550含量较少(≤3%)时,处理时间延长,PET与PVDF膜间的剥离强度增大;水解液中KH550含量较多(3%)时,处理时间延长,PET与PVDF膜间的剥离强度先增大后减小;PVDF/PET膜的拉伸强度随水解液中KH550用量的增加或处理时间的延长先增大后略减小.研究发现,适当改性处理后,PET纤维的表面粗糙度增大,含氧官能团增多,PET纤维表面的润湿性提高,增强了PVDF膜与PET支撑层间的机械锁合和分子结合力,从而使PVDF/PET膜的界面黏合性显著增强.     

改性氧化石墨烯/蒙脱土/甲基乙烯基硅橡胶的制备及其阻燃性能研究

采用优化的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),利用硅烷偶联剂KH550对其进行改性,得到改性氧化石墨烯(KH550-GO);将其与蒙脱土(MMT)复合成二元填料添加到甲基乙烯基硅橡胶(MVQ)中,得到了KH550-GO/MMT/MVQ复合材料.研究了KH550-GO和MMT的纳米片层复合现象以及KH550-GO/MMT二元填料的添加对复合材料力学性能和阻燃性能的影响.结果表明:在超声后的水溶液中,KH550-GO和完全剥离的MMT可以形成复合纳米片层结构;与纯MVQ相比,添加质量分数为5%的KH550-GO/MMT(质量比为3∶2)后复合材料的拉伸强度提高到1.83MPa,极限氧指数(LOI)从30.8%提高到38.5%,残炭率提高了7个百分点,炭层结构更加致密.     

界面处理对聚丙烯/玻璃微珠体系流变性能的影响

研究了偶联剂(KH 550)和马来酸酐接枝聚丙烯(M PP)表面偶联反应对聚丙烯(PP)/玻璃微珠(GB)复合材料界面形态和流变性能的影响。采用ARES型旋转式流变仪和扫描电镜(SEM)对材料的熔体粘度、动态特性以及界面形态作了研究。实验结果表明:玻璃微珠对材料有增加模量和粘度的作用,并且GB含量越高材料的模量和粘度就越高。使用KH 550偶联剂处理GB后,其表面变得更为粗糙,且体系相容性未得到改善,材料的粘度与模量有所上升。在基体中加入少量能与KH 550反应的低分子量M PP,虽然体系相容性得到了改善,但是降低了粘度;然而KH 550与M PP界面反应形成的“聚合物刷”又具有增粘作用,因此体系中增粘作用和降粘作用相互竞争。实验证明降粘作用为主导作用,体系粘度下降。     

玻纤分布层合热塑性复合材料的力学性能及其失效行为

使用连续玻纤毡和玻纤网格布两种形态增强体,通过宏观不均匀增强体结构设计,在连续化运行的双钢带压机上制备得到了玻纤分布层合热塑性复合材料,探讨了玻纤增强体分布层合结构对复合材料力学性能及其失效破坏行为的影响。结果表明,玻纤增强体的宏观不均匀层合结构对复合材料的拉伸及弯曲性能的影响存在差异;连续玻纤毡位于外侧的分布层合结构能够抑制裂纹在垂直于拉力方向的扩展,层间分离的同时使更多的纤维束拔出断裂,显著改善了复合材料的拉伸性能;玻纤网格布位于外侧的分布层合结构则使其弯曲性能明显提高,外侧玻纤网格布中取向的玻纤呈现张力破坏使复合材料能够承受更高的弯曲载荷;分布层合结构中引入的玻纤网格布发挥了纤维束增韧作用,大幅提高了复合材料的冲击强度;与玻纤毡增强热塑料复合材料(GMT)相比,适宜的分布层合结构可使复合材料的拉伸及弯曲性能提高59%~76%、冲击强度提高53%。     

不同改性尼龙短纤维增强天然橡胶复合材料的性能

用偶联剂KH550、KH560、KH570、NXT和H3PO_4刻蚀对尼龙短纤维进行表面改性,将改性后的尼龙短纤维与天然橡胶制成母炼胶,然后用母炼胶制备尼龙短纤维-天然橡胶复合材料。通过力学性能测试以及RPA检测等手段,分析不同偶联剂和H3PO_4刻蚀改性尼龙短纤维对复合材料综合性能的影响,发现用偶联剂KH570处理尼龙短纤维是改善复合材料综合性能较好的方法。在偶联剂KH570处理的尼龙短纤维基础之上添加不同相溶剂制备复合材料,通过力学性能测试分析不同相溶剂对综合性能的影响,并用扫描电镜(SEM)对复合材料断口形貌进行观察和分析,发现添加进口相溶剂能有效提高偶联剂KH570处理的尼龙短纤维在天然橡胶中的分散性,同时也能减少复合材料表面的孔洞即提高了尼龙短纤维与天然橡胶之间的界面粘结力。     

硅烷偶联剂对PP基木塑复合材料力学性能的影响

本文以废弃聚丙烯(PP)和杂木粉为主要原料、马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)和硅烷偶联剂(KH550)为界面改性剂,采用压制成型法制备PP基木塑复合材料。研究了KH550用量对复合材料力学性能的影响,结果表明:KH550可以显著改善木塑复合材料的拉伸强度、冲击强度。     

KH550改性膨润土对苯酚的吸附性能

为了提高膨润土对苯酚的吸附性能,以硅烷偶联剂KH550为改性剂,采用共沉淀法制备KH550改性膨润土。采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X线衍射仪(XRD)、N_2吸附-脱附仪和热分析仪(TG)对样品性能进行表征,利用静态批处理方式研究KH550改性膨润土对苯酚的吸附作用。结果表明:改性后的土层片大小均匀,片层有褶皱、堆叠,可增加苯酚在单位体积吸附剂中的吸附位点;KH550接枝到膨润土的表面和层间,可增加层间距;改性膨润土具有微孔和介孔结构,KH550进入膨润土层间,可增大孔容,为苯酚进入膨润土层间提供空间;改性膨润土具有较好的热稳定性,为吸附剂热脱附再生提供有利条件。在苯酚初始质量浓度为200 mg/L、改性膨润土投加量为3 g/L、pH=7、温度为30℃、吸附时间为60 min时,改性膨润土的吸附量达到25.0 mg/g。改性膨润土对苯酚的吸附符合拟二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,改性膨润土吸附苯酚为放热、熵减过程。     

木纤维改性对聚氯乙烯/木纤维力学性能的影响

将木纤维先用一定质量分数的氢氧化钠(NaOH)溶液浸泡,再用硅烷偶联剂进行表面处理的两步改性方法,与只用硅烷偶联剂对木纤维进行表面改性相比,聚氯乙烯(PVC)/木纤维复合材料的界面黏合性提高,复合材料的力学性能如拉伸强度、冲击强度、断裂伸长率等有明显提高,改性效果显著     

不同改性尼龙短纤维增强天然橡胶复合材料的性能研究

用偶联剂KH550、KH560、KH570、NXT和H₃PO₄刻蚀对尼龙短纤维进行表面改性,将改性后的尼龙短纤维与天然橡胶制成母炼胶,然后用母炼胶制备尼龙短纤维-天然橡胶复合材料。通过力学性能测试以及RPA检测等手段,分析不同偶联剂和H₃PO₄刻蚀改性尼龙短纤维对复合材料综合性能的影响,发现用偶联剂KH570处理尼龙短纤维是改善复合材料综合性能较好的方法。在偶联剂KH570处理的尼龙短纤维基础之上添加不同相溶剂制备复合材料,通过力学性能测试分析不同相溶剂对综合性能的影响。并用扫描电镜(SEM)对复合材料断口形貌进行观察和分析,发现添加进口相溶剂能有效提高偶联剂KH570处理的尼龙短纤维在天然橡胶中的分散性,同时也能减少复合材料表面的孔洞即提高了尼龙短纤维与天然橡胶之间的界面粘结力。     

表面修饰粉煤灰对沥青路用性能的影响

针对粉煤灰-沥青之间的相互作用问题,借助表面修饰技术,采用NaOH碱性溶液和KH550偶联剂对4种不同来源的粉煤灰进行处理;在此基础上,借助动态剪切流变试验、弯曲梁流变试验对不同表面修饰技术下粉煤灰沥青胶浆的高温、低温性能进行测试,最后借助X射线衍射、氮吸附测试(BET)和红外光谱试验进行表面修饰技术对粉煤灰的改性机理的微观研究。研究结果表明:除个别样品外,大部分NaOH和KH550偶联剂表面修饰的粉煤灰降低了沥青胶浆的弹性,提高了浆体的抗车辙能力;经NaOH表面修饰后,FA-3沥青浆体的低温抗裂性能最差,FA-4沥青胶浆的低温抗裂性能最好;KH550偶联剂表面修饰后,粉煤灰与沥青浆体之间不存在明显的化学反应,但没有证据表明不存在轻微的化学偶联作用;NaOH表面修饰没有产生新的化学相,但超细粉煤灰表面活性点位多,NaOH对其表面修饰较为明显,比表面积和孔容积均明显增多,比KH550偶联剂表面修饰作用更为明显。经表面修饰技术改性后粉煤灰作为沥青混凝土填料,可有效提高沥青混凝土的综合路用性能,为粉煤灰"变废为宝"再利用提供了理论依据。     

NiTi纤维表面处理对其树脂基复合材料 力学性能的影响

为了提高基于NiTi纤维与树脂复合材料的拉伸、冲击、弯曲性能,采用硝酸、硅烷偶联剂、异氰酸酯涂层以及低温等离子体与硅烷偶联剂联合处理等方法对NiTi纤维表面进行处理,增强纤维与树脂间的界面黏结. 研究表明: NiTi纤维经不同方法处理后,其环氧树脂复合材料的层间剪切强度提高了10.90%～44.74%. 低温等离子体处理的NiTi纤维再经硅烷处理,其环氧树脂复合材料的拉伸性能、冲击性能、弯曲性能分别提高了88.81%, 98.43%和45.55%,且纤维与树脂黏合较好.     

一种高可靠性金属镀层FR-4导电复合材料的制备

5G通讯技术对基站的可靠性要求越来越高。本文选用玻璃布基板(FR-4)基材作为印制电路(PCB)基底，通过简单高效的化学镀技术在其表面沉积金属，得到具有高可靠性金属镀层的FR-4导电复合材料。在本研究中，将3-氨基丙基三乙氧基硅烷偶联剂(KH550)和3-(2,3-环氧丙氧)丙基甲基二甲氧基硅烷偶联剂(KH562)引入氯金酸溶液中，制备了金纳米颗粒/聚合物刷(AuNPs/PB)催化溶液。KH562中的环氧基经开环反应与KH550中的氨基形成仲氨基和羟基，通过螯合作用吸附AuNPs,从而在FR-4基材表面建立较高结合强度的催化层。此外，还研究了KH562浓度对金属层结合力的影响，结果表明：当KH562浓度为10%时，AuNPs的吸附效果最好。以生成的AuNPs/PB为催化中心，通过化学镀技术可以在其表面沉积金属层得到高可靠性的导电复合材料。     

硅烷偶联剂溶液对废旧电路板非金属粉末改性沥青性能的影响试验分析

针对废旧电路板非金属粉末改性沥青在实际道路工程应用中存在的特点和不足,采用不同质量分数的硅烷偶联剂溶液(KH550)对非金属粉末(NMP)进行预处理,再用处理过的粉末作为改性剂改性沥青。通过对NMP改性沥青的高温性能、低温性能、感温性能和相容性能开展试验研究,最终得到KH550表面处理NMP的合理质量分数为2%。采用傅里叶红外光谱仪,研究了处理前后NMP的表面特性以及NMP改性沥青的微观改性机理。结果表明:采用硅烷偶联剂处理过的非金属粉末可显著提高NMP改性沥青的高温性能和存储稳定性,降低温度敏感性,但对其低温性能无明显改善。     

表面处理对玻纤/碳纤增强橡胶基密封复合材料性能的影响

采用压延成张工艺制备碳纤维和玻璃纤维混杂增强非石棉橡胶基密封复合材料(NAFC),以横向抗拉强度作为表征混杂增强橡胶基密封材料中纤维与橡胶界面粘结性能的指标.通过扫描电镜(SEM)对材料横向拉伸试样断口进行形貌分析,及对材料的耐油、耐酸、耐碱性能进行测试,探讨了不同表面处理工艺对纤维与基体界面粘结效果的影响.研究结果表明,对玻璃纤维采用偶联剂KH550浸渍后涂覆环氧树脂涂层,对碳纤维在空气氧化后涂覆环氧树脂涂层,可有效增强纤维、基体的界面粘结,所制得的混杂纤维增强复合材料具有较好的机械性能和耐介质性能.     

相容剂含量对玻纤毡增强聚丙烯复合材料力学性能的影响

利用熔融浸渍法制备了玻纤毡增强聚丙烯复合材料,考查了相容剂马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)含量对玻纤毡增强聚丙烯复合材料力学性能的影响;并使用FTIR、DSC、POM对不同相容剂PP-g-MAH含量下玻纤毡增强聚丙烯复合材料的结晶特点进行了研究。结果表明:树脂基体中含有适量的PP-g-MAH时,玻纤毡增强聚丙烯复合材料强度增加的同时冲击韧性可以得到保持。通过对其基体结晶结构研究发现,适量的PP-g-MAH含量可促使玻纤表面产生适量界面横晶的同时也可使基体主体产生均匀的晶体结构,进而获得适宜的界面结合和基体韧性,平衡强度和韧性之间的矛盾。     

相容剂对玻纤毡增强聚丙烯复合材料力学性能的影响

利用熔融浸渍法制备了玻纤毡增强聚丙烯复合材料,考查了相容剂马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)含量对玻纤毡增强聚丙烯复合材料力学性能的影响;并使用FTIR、DSC、POM对不同相容剂PP-g-MAH含量下玻纤毡增强聚丙烯复合材料的结晶特点进行了研究。结果表明:树脂基体中含有适量的PP-g-MAH时,玻纤毡增强聚丙烯复合材料强度增加的同时冲击韧性可以得到保持。通过对其基体结晶结构研究发现,适量的PP-g-MAH含量可促使玻纤表面产生适量界面横晶的同时也可使基体主体产生均匀的晶体结构,进而获得适宜的界面结合和基体韧性,平衡强度和韧性之间的矛盾。     

有机物包覆处理对粘结NdFeB性能的影响

对快淬NdFeB磁粉表面进行有机硅烷(KH550)包覆处理,研究了包覆处理对快淬NdFeB磁粉抗氧化性的影响,并初步研究了包覆处理对快淬NdFeB粘结磁体的密度,抗压强度及磁性能的影响规律,利用SEM观察了磁粉表面状态及磁体的断口形貌.结果表明:有机硅烷(KH550)包覆处理可明显提高磁粉的抗氧化性,而相应粘结磁体的密度,抗压强度及磁性能也得到了不同程度的提高或改善.     

UHMWPE纤维表面紫外辐射接枝改性的研究

有氧开放体系下,采用紫外辐射接枝方法对超高分子量聚乙烯纤维织物表面进行改性．探讨了单体种类、浓度,引发剂,抗氧剂,接枝方法等不同因素对UHMWPE纤维织物表面处理效果的影响。通过SEM、红外光谱仪法分析了表面处理的超高分子量聚乙烯纤维织物外观形貌,并测试了以其作为增强材料的复合材料的层间剪切强度。研究结果表明,在有氧开放体系下,经紫外辐射接枝方法改性的超高分子量聚乙烯纤维织物,其粘结性得到了改善,由其制备的复合材料界面结合力得到加强,其层间剪切强度高于未经紫外处理制备的复合材料。     

长玻璃纤维增强PET复合材料界面的研究

为促进PET在玻璃纤维表面的接枝反应，将长玻璃纤维增强PET热塑性复合材料的预浸料进行热处理，用短粱三点弯曲测定了长玻纤增强PET复合材料的层间剪切强度，采用红外光谱分析、扫描电镜、裂解气相色谱质谱联用等手段对增强纤维表面的化学结构进行了分析。结果表明经过热处理可以提高复合材料的界面粘合强度，而此良好的界面粘合强度源于PET分子链在玻璃纤维表面的接枝反应。     

聚丙烯/碳纳米管复合材料的结构与导电性能:注塑工艺与膨胀石墨的影响

获得高性能碳纳米管(MWCNT)增强聚合物复合材料的关键在于控制碳纳米管在聚合物基体中的分布与取向。传统的注塑成型工艺下,碳纳米管容易发生取向,其表面电阻率远远大于模压成型时的电阻率。本文通过调整注塑工艺改变剪切场实现对碳纳米管在基体中分布与取向的控制。结果表明:在低熔体温度和高注射速度下,碳纳米管局部取向,导电性能下降;而在高熔体温度和低注射速度下,碳纳米管分散良好,导电网络优良,聚丙烯/碳纳米管(PP/MWCNT)注塑制品的导电性能得到有效提升,其表面电阻率下降了约5个数量级。加入膨胀石墨(EG)有增强导电网络的作用,使PP/MWCNT/EG复合材料的导电网络更为完善,其导电性能进一步提高,尤其在低熔体温度和高注射速度下最为明显;随着EG含量的增加,PP/MWCNT/EG的表面电阻率下降了3个数量级。