聚（ε-己内酯）／纳米CaCO3复合材料结构与性能的研究

用熔融共混法制备了聚己内酯(PCL)／纳米CaCO3复合材料，考察了纳米CaCO3对PCL结晶性能和CaCO3含量对PCL／CaCO3复合材料力学及形状记忆性能的影响。DSC结果显示纳米CaCO3对PCL的成核结晶有一定的促进作用，辐照交联使PCL的结晶熔融温度和开始结晶温度提高5℃以上；DMA结果显示复合材料的模量随纳米CaCO3含量增加而增大，但高于40％后基本无变化。纳米CaCO3含量在5％～15％范围内能明显提高PCL的拉伸强度、弯曲强度和杨氏模量；辐照交联也起到增强各组分复合材料力学性能的作用，其变化的规律与交联前一致。复合材料经辐照交联后具有形状记忆特性，随着纳米CaCO3含量的增加，形变后的材料在熔融温度下开始回复所需时间缩短，回复速率加快，所有组成的样品在所测试的实验条件下最终回复率达97％以上。扫描电子显微镜观察表明纳米CaCO3粒子在PCL基质中无明显团聚现象。     

水性形状记忆聚氨酯的合成及其在织物上的应用

聚己内酯二元醇(PCL)为结晶软段,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为硬段,合成硬段含量不同的一系列交联型水分散形状记忆聚氨酯(SMPU).通过FTIR、DSC、XRD、透湿性和形状记忆性能测试等,研究了硬段含量对形状记忆聚氨酯(SMPU)结构与性能的影响以及形状记忆聚氨酯在织物涂层上的应用.结果表明:随着硬段含量的提高,聚氨酯的结晶熔融温度升高,结晶度下降,形状回复率先增大再减小.当硬段为28.6%时,形状回复率达到最大为94%.经SMPU处理过的织物随着SMPU硬段含量的增加,透湿量降低;随着温度的升高,透湿量增大.形状回复角较未经处理的织物原样有明显增大.     

AA改性纳米CaCO3/聚丙烯的结晶与熔融行为

用双螺杆挤出机制备了丙烯酸(AA)改性纳米CaCO3，PP复合材料，通过DSC研究改性纳米CaCO3，PP中PP的结晶与熔融行为。结果表明纳米CaCO3对PP有异相成核作用，加入纳米CaCO3可使PP结晶温度提高，对熔融峰温影响不大，但能诱导β-PP晶的形成，熔融曲线上出现双峰。随从用量增加，PP的结晶温度和β-PP熔融峰的强度都提高。DCP存在下，能进一步提高了AA改性纳米CaCO3/PP的结晶温度。     

具有形状记忆效应的硅烷化聚己内酯型聚氨酯

以烷氧基钛和聚乙二醇的混合物引发ε-己内酯本体聚合得到低聚合度(DPn为10~50)的聚己内酯(PCL)二醇,然后在N,N-二甲基甲酰胺中依次与4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯和3-氨丙基三乙氧基硅烷反应,脱除溶剂并经湿气交联得到硅烷化聚己内酯型聚氨酯(SPCLU)。研究了PCL嵌段聚合度对SPCLU交联特征、结晶行为、力学性能及形状记忆性的影响。结果表明:当PCL嵌段DPn由10增加到50时,SPCLU结晶度和熔点随之增加,弹性模量及断裂伸长率均提高;而SPCLU的交联密度随PCL嵌段DPn的增加而减小;由结晶度较高的嵌段(DPn为30~50)组成的SPCLU具有良好的形状记忆性,形状回复率为95%~100%,形状回复温度与PCL结晶区域的熔程相对应。     

PA66/纳米MgO复合材料的性能研究

通过熔融共混法制备了尼龙66(PA66)/纳米氧化镁(nano-MgO)复合材料,通过差示扫描量热法(DSC)研究了复合材料的结晶性能,通过热重法(TG)研究了复合材料的热稳定性,通过紫外可见光谱研究了复合材料的紫外屏蔽性能,对该复合材料的力学性能进行了测试,并用扫描电镜(SEM)对纳米MgO在复合材料中的分散情况进行了观测。研究结果表明,纳米MgO的引入可以促进PA66的结晶,并可提高PA66的热分解温度。纳米MgO的引入提高了PA66的紫外屏蔽性能,并提高了PA66的拉伸强度。纳米MgO含量在3%时PA66/纳米MgO复合材料的拉伸强度比纯PA66高10%。SEM照片显示纳米MgO在复合材料中分散均匀。     

PLA/PAE复合材料的形状记忆效应及机理研究

制备了聚乳酸(PLA)与聚酰胺弹性体(PAE)复合增韧体系,研究了其在低温强迫高弹形变后的形状记忆效应,并对复合材料形状记忆机理给出了合适的理论解释.考察了PAE弹性体含量、回复温度、应变量等因素对复合材料形状记忆效应的影响.研究结果表明:随着PAE弹性体的增加,复合材料的形状回复率大幅度下降;应变量降低时,复合材料形状回复率和拉伸强度回复率随之增高;回复温度高于70℃时,形状回复率高达90%以上,而且随着回复温度的继续升高,形状回复率变化幅度不大,但可使形状回复时间缩短.     

分子筛负载CdS及改性PE复合材料的制备与性质

 采用分子筛负载CdCl₂,再与Na₂S反应获得负载纳米CdS的分子筛M-CdS,将其与聚乙烯复合得到具有特殊光性能的材料PE/M-CdS。通过紫外可见吸收光谱、荧光光谱和DSC等对复合材料的光性能和结晶性能进行了表征。结果表明：PE/M-CdS复合材料在540~550 nm波长范围呈现明显的荧光发射现象,并且随着M-CdS含量增加,荧光发射峰略微红移,荧光强度先增强后减弱。紫外光谱显示复合材料在280~325 nm有明显的吸收峰,且随着M-CdS含量的增加而增强。M-CdS对PE具有异相成核作用,复合材料结晶温度提高。随M-CdS含量增加,PE结晶生长受阻,熔融热焓下降,结晶度降低。     

纳米CaCO3/聚丙烯的结晶熔融多峰行为研究

用差示扫描量热法(DSC)研究了纳米CaCO3/PP和改性纳米CaCO3/PP的非等温和等温结晶的多熔融行为。结果表明纳米CaCO3明显提高PP的结晶温度,诱导PP形成β晶。反应性单体改性纳米CaCO3/PP的结晶温度进一步提高,但对β晶熔融峰强影响不大。而在引发剂存在下反应性单体改性的纳米CaCO3/PP,促进β晶的熔融峰强明显增强。PP出现双熔融峰与PP形成β晶或者在等温结晶时形成两种不同形态有关。结晶温度提高,双峰移向高温;纳米CaCO3/PP的高温熔融峰高比低温熔融峰的高,但改性纳米CaCO3/PP在较高结晶温度时,高温熔融峰高反而比低温熔融峰的低。延长等温结晶时间对熔融峰温影响不大。     

纳米CaCO_3-PVC复合材料微观结构和力学性能研究

将纳米CaCO3 进行表面改性 ,制备了纳米CaCO3 PVC复合材料。用透射电子显微镜观察纳米CaCO3 改性前后及纳米CaCO3 PVC复合材料的微观结构。结果表明 ,表面改性后纳米CaCO3 在PVC基体中达到了纳米级的分散 ,对PVC复合材料有显著的增韧作用 ,复合材料的缺口冲击强度达到 41 2kJ/m2 。此外 ,还研究了纳米Ca CO3 PVC的流变性能     

纳米凹凸棒对聚乳酸结晶行为的影响

采用熔融共混法制备了不同凹凸棒(Attapulgite,AT)含量的聚乳酸(PLA)/AT纳米复合材料.通过DSC研究了AT对PLA结晶行为的影响.结果显示,少量AT(≤3%)的加入使得PLA的冷结晶温度升高、高温熔融峰焓值下降,表明少量AT对PLA的结晶有抑制作用.当AT含量增加时(≥8%),PLA的冷结晶温度逐渐降低、高温熔融峰焓值逐渐增加,表明AT具有促进PLA结晶的能力.材料中,AT含量对PLA结晶能力有极大的影响.在379K进行等温结晶时,PLA的半结晶时间(t_(1/2))为4.47min;添加1%AT时,t_(1/2)增至5.63 min;而当添加8%AT时,t_(1/2)降低至3.98 min.同时,AT的加入使得PLA的结晶活化能E明显降低.在368~398K范围内,对PLA/AT纳米复合材料的熔体等温结晶动力学过程进行了分析.计算得到Avrami指数n为2.34~2.42,表明PLA主要以球晶形式生长.     

纳米SiO_2/聚己内酯(PCL)/聚丁二酸丁二醇酯-聚己二酸丁二醇酯共聚物(PBSA)复合材料的力学及流变性能

用熔融共混法制备纳米SiO2/聚己内酯(PCL)/聚丁二酸丁二醇酯-聚己二酸丁二醇酯共聚物(PBSA)复合材料,利用红外光谱仪、扫描电镜、万能拉力机及流变分析仪等,研究改性纳米SiO2的加入对复合材料体系的力学及流变性能的影响。研究结果表明:钛酸酯偶联剂与纳米SiO2发生强烈的键合作用,使得纳米SiO2能较好分散在基体中。当SiO2的质量分数为2%时,PCL/PBSA/纳米SiO2复合材料的缺口冲击性能有明显提高,此后随着改性纳米SiO2含量的提高,其断裂伸长率和拉伸强度呈下降趋势;熔融状态下,复合材料体系剪切储能模量(G′)和损耗模量(G″)随着频率的增大呈单增趋势,复合材料体系的黏度随剪切速率的增大而减小,属假塑性流体;少量的改性纳米SiO2可以均匀分散在PCL/PBSA基体树脂中,并能显著提高复合体系的韧性,但当加入量过多时,容易发生团聚现象,并使得冲击强度、断裂伸长率等性能降低。     

金属配位键改性环氧化杜仲胶的制备与性能研究

在环氧化杜仲胶(EEUG)中引入FeCl₃,制备了基于Fe³⁺-O金属配位键的EEUG复合材料,研究了Fe³⁺-O配位键对EEUG硫化性能、结晶性能、力学性能及阻尼性能的影响。结果表明：Fe³⁺与环氧基团发生了络合反应,这种相互作用会随温度的升高逐渐减弱;配位键的存在会抑制EEUG β晶型的形成,使复合材料结晶能力下降;配位键对杜仲胶硫化过程的影响主要体现在硫化诱导期,配位键数量越多焦烧时间越短;配位键通过充当“动态牺牲键”大幅提高了复合材料的力学强度,添加3份氯化铁后,EEUG-29.8%复合材料的拉伸强度由2 MPa提升至7 MPa;此外,Fe³⁺与环氧基团之间的配位交联作用通过限制EEUG分子链运动实现了对复合材料阻尼性能的调控,相较于EEUG-29.8%复合材料,添加3份FeCl₃后的复合材料阻尼峰位置由-25℃移动至0℃,有效阻尼温域由-40℃～-16℃升至-23℃～19℃,显著提高了EEUG复合材料常温下的阻尼性能。     

PET/SiO_2纳米复合材料的力学性能和结晶性能研究

采用熔融共混法,将纳米二氧化硅(SiO2)添加到聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)中,制备出PET/SiO2纳米复合材料,并对其力学和结晶性能进行研究。结果表明,添加微量纳米SiO2能显著提高PET材料的力学性能,纳米SiO2添加量为0.2质量份数时,纳米SiO2在PET基体中分散均匀,复合材料综合力学性能最佳,与纯PET相比,PET/SiO2纳米复合材料的缺口冲击强度、拉伸强度、弯曲强度和弯曲弹性模量分别提高了18%,20%,11%,14%;随着纳米SiO2添加量的增加,PET/SiO2纳米复合材料的结晶度和结晶温度有明显的提高。     

TiO2-SiO2纳米复合颗粒改性形状记忆聚氨酯

利用分子量为3 000的聚己内酯二元醇作为软段,二苯基甲烷二异氰酸酯作为硬段用预聚体法合成了形状记忆聚氨酯,在合成过程中原位加入经KH550表面处理后的TiO2-SiO2纳米复合颗粒,制备了新型形状记忆聚氨酯/TiO2-Si2纳米复合颗粒复合材料.采用傅里叶变换红外光谱、差示扫描量热、力学性能测试、扫描电镜、形状回复测试、循环形变记忆分析及偏光显微镜考察了改性形状记忆聚氨酯样品的力学性能和形状回复性能.研究结果表明:复合材料拉伸强度较纯SMPU提升90%,形状固定率Rs在90%左右,形状回复率Rf保持在94%以上,纳米颗粒的加入可以降低循环形变后损失的形状回复率.     

纳米碳酸钙增韧聚氯乙烯复合材料的微结构及界面行为

选择微米、亚微米和纳米级碳酸钙增韧聚氯乙烯复合材料,研究了填料粒度对聚氯乙烯（PVC）复合材料微观结构、材料力学性能及界面行为的影响。结果发现少量CaCO3填充PVC复合材料使体系的加工流动性变好,大粒径颗粒填充PVC复合材料的流动性能更好。纳米CaCO3／PVC复合材料断面出现大量的拉丝结构。采用纳米CaCO3填充PVC可使材料产生脆韧转变,显著提高PVC复合材料的韧性;微米CaCO3对PVC基本上没有增韧作用,拉伸强度随着填充量的增加而下降,而且粒径越大拉伸性能下降的趋势也越大。引入了TPT方程的半经验参数B对不同粒径的CaCO3填充PVC复合材料的界面粘接情况进行定量描述,发现碳酸钙颗粒粒径越小,界面作用越大。     

导电型形状记忆聚合物的制备及性能测试

以环氧树脂、胺类固化剂DDM为原料,经过化学反应得到形状记忆环氧树脂,将其作为基体,加入导电炭黑,采用共混的方法制备了导电型的形状记忆环氧树脂.通过实验方法,研究了炭黑含量对导电型的形状记忆环氧树脂的形状记忆性能、拉伸性能、黏弹性能、导电性能等的影响.实验结果表明,导电型的SMP具有较好的形状回复性能.通过不同温度下的应力松弛实验,显示随着温度的升高,炭黑含量不同的4种样品的弹性模量均降低;随着炭黑含量的增加,各种样品的玻璃化转变温度呈递减状态,同时SMP复合材料的黏弹性减弱,材料表现为一定的绝缘性;当炭黑含量达到25%时,体积电阻率急剧下降,导电性迅速提高.     

紫外光老化PP/纳米CaCO_3复合材料结晶与熔融行为研究

用DSC和WAXD研究了紫外光老化PP/纳米CaCO3(PP/CC)和相容剂改性PP/CC复合材料的结晶与熔融行为,结果表明随着紫外光老化时间增加,PP熔融温度逐渐降低,结晶度先增加后趋于稳定;PP结晶温度先提高后降低,PP/CC结晶温度降低,相容剂改性PP/CC降低更加明显。紫外光老化PP/CC结晶温度高于纯PP,表明CC对老化PP还具有异相成核作用。未光照的PP-g-MA和POE-g-MA改性PP/CC结晶温度高于未改性的,归结于相容剂与CC相互作用形成的钙盐的异相成核作用;但紫外光老化后PP结晶温度低于未改性PP/CC的,归结于钙盐受到紫外光的作用,失去对PP结晶的异相成核作用和诱导PP生成β晶的能力。     

不同种类环氧树脂对PA6/CaCl2体系性能的影响

利用熔融挤出法研究了两种不同环氧值的环氧树脂(E20,E06)对PA6/CaCl2复合体系的结晶、力学、耐热性能的影响。结果表明,在相同环氧树脂含量下,PA6/CaCl2/E20复合材料的熔融温度、起始结晶温度、结晶峰温度、结晶度大体上低于PA6/CaCl2/E06复合材料的值,PA6的结晶受限程度也较大。当EP含量为9份时,PA6/CaCl2/E20与PA6/CaCl2/E06复合材料的拉伸强度均达到最大值(92.7,87.0 MPa),与PA6/CaCl2(47.0 MPa)相比提高了97%和85%。当E20,E06含量分别为3份、5份时,PA6/CaCl2/EP复合材料的冲击强度分别达到最大值8.7,8.7 kJ/m2,与PA6/CaCl2(6.0 kJ/m2)相比提高了45%。另外,加入适量E20,E06后,复合材料耐热性能均有显著提高,且热稳定性降幅不大。综合得知,加入适量的环氧值较高的E20可以得到力学性能优良、耐热性能较好的PA6/CaCl2/E20复合材料。     

天然橡胶/杜仲胶复合材料的制备及其阻尼性能研究

在天然橡胶(NR)中引入杜仲胶(EUG),以环氧化天然橡胶(ENR)/受阻酚AO-80(质量比为25∶20)为阻尼相,制备了NR/EUG/ENR/AO-80复合材料,并测定了复合材料的硫化特性、力学性能、结晶性能与动态力学性能。结果表明：复合材料在常温范围内具有较高的损耗因子与较宽的阻尼温域,当NR与EUG的质量比为60∶40时复合材料具有最大的损耗因子峰值,并且随着EUG含量的增加,总体上复合材料在常温范围内的储能模量逐渐增大;复合材料的玻璃化转变温度出现在-60℃附近,并且随着EUG含量的增加,复合材料开始出现EUG结晶的熔融峰,结晶度和熔融温度逐渐增大。扫描电子显微镜(SEM)测试结果表明复合材料的断面较为平整,ENR改善了两相的相容性;透射电子显微镜(TEM)测试结果表明NR与EUG两相之间具有明显的分界。复合材料在低应变下表现出高柔性的特点,同时具有较高的拉伸强度和拉断伸长率。     

纳米SiO2和CaCO3改性脲醛树脂甲醛含量及性能研究

采用质量分数1%硅烷偶联剂KH一570处理纳米SiO2和纳米CaCO3表面,通过间歇式超声波震荡法将纳米SiO2和纳米CaCO3加入脲醛树脂进行改性;研究了纳米SiO2和CaCO3用量对脲醛树脂游离甲醛、粘度、固化时间、拉伸剪切强度的影响.结果表明:纳米SiO2、CaCO3用量对相同F/U摩尔比脲醛树脂的性能有不同程度的影响.当纳米SiO2用量小于质量分数1.5%时,用量越大,游离甲醛含量越低,粘度越大,拉伸剪切强度越大,对固化时间影响不大,而纳米SiO2用量超过质量分数1.5%时,游离甲醛含量不再下降;随着纳米CaCO3的加入量的增加,游离甲醛含量也越低,粘度越大,拉伸剪切强度变化不大,树脂的固化时间延长,加入量大于质量分数7%时,树脂不能固化.因此纳米CaCO3加入量控制质量分数5%时,树脂性能最佳.