热塑性聚酰亚胺改性聚醚醚酮树脂的力学性能研究

聚醚醚酮的玻璃化转变温度较低,即使是结晶度很高的聚醚醚酮树脂,其在200℃以上也会发生严重的软化,限制了这类树脂材料在较高温度段的使用性能,可以通过材料改性的方法来提升聚醚醚酮树脂的使用温度,改善其高温段使用性能.聚酰亚胺(PI)由于主链中高含量的芳杂环具有优异的热稳定性和很高的使用温度.其中热塑性聚酰亚胺(TPI)除了具有与一般聚酰亚胺材料相似的耐温等级和电气性能以外,还同时具有良好的热加工性能.将二者进行熔融共混加工成型,测试其力学性能,表明改性树脂的耐热性优于PEEK,可以提升PEEK的高温使用性能.     

茂金属聚乙烯/高压聚乙烯共混物的结晶行为和力学性能

研究了不同比例共混的茂金属聚乙烯(MPE)和高压聚乙烯(LDPE)样品的结晶行为、结晶形态和力学性能,讨论了共混物组成、升降温速率对样品结晶行为、形态和力学性能的影响,为MPE的加工提供了理论依据.加入少量LDPE,MPE材料的结晶速率、结晶度有所降低,抗张强度、抗撕裂强度降低,但程度均较小.因此加工MPE时,混入少量LDPE,既能改善材料的加工性能,又能保持材料优良的力学性能.     

个性化聚醚醚酮植入物的制造工艺研究

为了解决个性化假体数控加工材料浪费严重、加工成本高、异形薄壁件加工困难,以及增材制造力学性能不足的难题,提出了一种利用光固化3D打印技术制造个性化聚醚醚酮(poly-ether-ether-ketone,PEEK)假体的耐高温树脂注塑模具,并进一步通过注塑工艺获得高强度个性化假体的方案。该方案充分地结合了3D打印技术和传统注塑技术的优势,即利用3D打印技术实现复杂的结构形状,利用传统注塑技术实现优异的综合力学性能。研究了在模芯设计过程中分型面的设计原则、模芯合模固定方式的选择原则以及模芯是否填充材料的原则。利用该方案制造了个性化PEEK颅骨和下颌骨假体,并对注塑件进行结晶度测试、组织观察。结果显示,PEEK注塑件的结晶度为30.82%,注塑件组织致密,无孔隙和缺损。因此,采用3D打印和注塑相结合的方案制造具有综合力学性能的个性化PEEK植入物是可行的,对个性化PEEK植入物在临床的广泛应用具有一定的参考作用。     

PPS／PEEK共混物多次DSC扫描中PPS结晶行为

聚苯硫醚(PPS)及其与聚醚醚酮(PEEK)共混物DSC多次升降温扫描表明,同一PPS样品在多次扫描过程中从不同温度下降温结晶,结晶温度(θc)明显不同,归结于PPS自成核作用的存在和其分子结构的变化.共混物中PPS组分的熔点(θmp)虽然有所降低,但由于PEEK对PPS结晶有促进作用,PPS组分θc明显地比纯PPS的高,结晶热与生成结晶的熔融热(结晶度)增加,归结于PPS与PEEK界面相互作用引起高温下异相成核,可结晶部分增加,结晶加快.     

聚醚醚酮/聚酯液晶二元和三元增容共混体系的等温结晶动力学及结晶形态

采取熔融共混方法制备了聚醚醚酮（PEEK）和聚酯液晶（TLCP）二元和三元增容共混物， 用DSC和PLM对 共混物的结晶行为和结晶形态进行了研究. 结果表明， TLCP的存在使PEEK的结晶温度和结晶起始温度均略有升高， 增容剂（RCP）的加入延缓了PEEK结晶过程. 等温结晶动力学研究表明， 液晶的加入加快了聚醚醚酮的结晶速度， 但随其含量增加结晶速度降低. 与二元共混物相比， 加入增容剂后对聚醚醚酮的结晶速度基本无影响. 增容后的聚醚醚酮球晶的尺寸下降， 很难看到Maltese十字消光.     

连续纤维增强聚丙烯复合材料的熔融浸渍理论模型与表征

通过分析熔融树脂对连续纤维的浸渍过程建立熔融浸渍理论模型,该模型将材料物性参数(纤维直径、纤维束展宽及厚度、树脂黏度等),设备参数(浸渍辊数、浸渍辊形状参数等)以及加工工艺参数(牵引速度、加工温度等)等结合起来,可以预测复合材料的浸渍程度及其变化趋势。对所制备复合材料的孔隙率测试以及虹吸实验表明,该理论模型能定量描述浸渍辊数、牵引速度以及加工温度等对浸渍效果的影响,而测试材料孔隙率是衡量浸渍程度的简捷易行的方法。     

SiC颗粒增强Zn-Al合金的力学性能

对添加SiC颗粒(体积配比为10%和15%,粒度为10～20μm)增强ZA22合金材料的铸态和热挤压态的机械性能进行了研究.机械性能和拉伸断口测试结果以及初步的理论分析证明了热挤压态可以显著改善材料的机械性能.     

硅烷偶联剂r-MPS的用量对ZrO2-SiO2填充齿科复合树脂性能的影响

本研究的目的是研究硅烷偶联剂-MPS的不同用量对纳米ZrO2-SiO2混合填充齿科复合树脂的填充量和物理机械性能的影响. 以硅溶胶和乙酸锆为原料,在酸性条件下合成ZrO2-SiO2复合粒子,采用硅烷偶联剂-MPS对ZrO2-SiO2实现表面改性,与双酚A-甲基丙烯酸缩水甘油酯(Bis-GMA)和双甲基丙烯酸二缩三乙二醇酯(TEGDMA)树脂基质共混制备齿科复合树脂. 采用红外光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)、热重法(TGA)、激光粒度分布仪(LPA)等实验手段对改性前后纳米ZrO2-SiO2的表面结构和在有机树脂基质中的分散稳定性进行分析. 结果表明,通过硅烷偶联剂-MPS表面改性后,无机粒子表面覆盖了硅烷偶联剂的有机官能团,降低了颗粒聚程度,使其在有机树脂中的分散性提高. 改性后的ZrO2-SiO2与树脂基质共聚,由此制得的复合材料的机械性能得到提高. 结论 表面处理增强了纳米ZrO2-SiO2与复合树脂基质的相容性,且对无机填料的填充量和复合树脂的机械性能有较显著的影响.     

端部条件对红砂岩试件测试强度影响的试验研究

在开展岩石/混凝土等脆性材料试验时,加载系统与试件之间的不协调变形引起的端部摩擦效应会显著影响测试结果的可靠性.为揭示端部条件对测试结果的影响,开展了5种不同端部接触条件下红砂岩立方体试件的单轴压缩试验.试验结果表明,垫层特性对测试强度和破坏特征具有显著影响.垫层较厚时,垫层刚度越大,测试强度越大;垫层材料变形模量显著小于被测试件时,垫层厚度越大,测试强度越低;垫层横向变形能力降低时(刚度增大或厚度降低),破坏模式由劈裂破坏逐步转变为剪切破坏.采用高径比为2.5的圆柱试样开展了对比试验,基于相对强度和等效横向变形能力给出了不同端部条件对测试强度的影响规律.通过对变形场的分析,给出了典型垫层条件下不同高度处试件横向变形情况,并基于横向变形匹配的观点提出了岩石试验减摩思路.试验结果为合理评估测试结果的可靠性提供了参考,同时为消除端部摩擦效应提供了新的解决思路.     

米糠蜡基油凝胶的结晶动力学研究

为了阐明米糠蜡基油凝胶的结晶动力学，采用米糠蜡添加量、加热温度及结晶温度等加工条件，对凝胶体系微观结构、流变学特性、硬度和热力学行为的影响。结果表明，油凝胶体系中的米糠蜡能以结晶形式在液态油脂中形成三维晶体网络，将液体油紧密地束缚在网络结构中。米糠蜡的添加量和结晶温度对米糠蜡基油凝胶结构与性质具有显著的影响，而加热温度则无显著影响。综合考虑形成凝胶的性能与生产成本，米糠蜡油凝胶的最优制备条件为：米糠蜡添加量为4.0%，加热温度为80 ℃，结晶温度为20 ℃。在此条件下制备的米糠蜡油凝胶具有较好的机械性能和热力学性质。