木粉纳米微晶纤维素补强NR/SBR/BR并用胶的研究

利用酸水解木粉制备棒状纳米微晶纤维素(WNC),与天然胶乳(NR)共凝沉制备NR/WNC混合物,将其与丁苯胶(SBR)、顺丁胶(BR)、炭黑(CB)混炼制备WNC/CB/NR/SBR/BR复合材料,研究了WNC部分替代CB对NR/SBR/BR并用胶性能的影响.研究表明:与45 phr CB补强并用胶相比,添加WNC的复合材料的Payne效应显著降低,加工性能得到明显改善,力学性能基本保持,压缩生热下降了18.4%,压缩疲劳变形总体都小于5%;添加5~10 phr WNC的复合材料抗屈挠龟裂性得到保持,WNC为5 phr时复合材料的耐磨耗性得到保持;随着WNC替代CB量的增加,复合材料0℃时的损耗因子tanδ先增后减,60℃的tanδ逐渐下降;质量损失5%时的温度逐渐下降,最大质量损失速率温度变化不大;WNC的加入有利于保持复合材料的老化性能.SEM结果表明,少量的WNC在橡胶基体中分散良好,与基体界面结合紧密.     

聚乙二醇对稻秸纤维/PHBV复合材料性能的影响

以稻秸原料制备的纳米纤维素(NCC)为增强相,聚羟基丁酸戊酸酯(PHBV)为基体材料,聚乙二醇为界面相容剂,采用溶剂浇筑法制备了稻秸NCC/PHBV复合材料。利用FTIR、XPS和DSC探讨了聚乙二醇的添加量(质量分数5%、10%、15%、20%、30%)对纳米复合材料界面结合性能和结晶性能的影响。结果表明,聚乙二醇可以与稻秸NCC、PHBV之间形成较强的氢键、C—O、O—C—O和CO,改善两者之间的界面相容性。聚乙二醇的加入可以降低纳米复合材料的结晶温度和结晶度,当聚乙二醇的添加量达到30%时,纳米复合材料的结晶温度降低了20.4℃,结晶度降低了53%。     

聚乙二醇对稻秸纤维/PHBV复合材料性能的影响

以稻秸原料制备的纳米纤维素(NCC)为增强相,聚羟基丁酸戊酸酯(PHBV)为基体材料,聚乙二醇为界面相容剂,采用溶剂浇筑法制备了稻秸NCC/PHBV复合材料。利用FTIR、XPS和DSC探讨了聚乙二醇的添加量(质量分数5%、10%、15%、20%、30%)对纳米复合材料界面结合性能和结晶性能的影响。结果表明,聚乙二醇可以与稻秸NCC、PHBV之间形成较强的氢键、C—O、O—C—O和CO,改善两者之间的界面相容性。聚乙二醇的加入可以降低纳米复合材料的结晶温度和结晶度,当聚乙二醇的添加量达到30%时,纳米复合材料的结晶温度降低了20.4℃,结晶度降低了53%。     

搅拌速度对胶乳共沉法制备NR/CB复合材料性能的影响

本文研究了搅拌速度对胶乳共沉法制备NR/CB复合材料过程中橡胶(NR)与炭黑(CB)的吸附共沉行为及NR/CB复合材料性能的影响。研究结果表明：搅拌速度可显著影响橡胶与炭黑的交替吸附共沉行为,而交替吸附共沉行为对胶乳共沉法制备复合材料的炭黑分散性有重要影响。用3000r/min的搅拌速度可获得最好的交替吸附共沉行为效果,从而获得最好的炭黑在复合材料中的分散。3000r/min搅拌速度胶乳共沉法制备NR/CB复合材料的ΔG"最小,且具有最小的粒子间相互作用程度,最高的填料和橡胶之间相互作用程度、最高的物理交联程度以及最快的填料网络重组速度,所以该复合材料具有最高的100%、300%定伸应力。     

搅拌速度对胶乳共沉法制备橡胶/炭黑复合材料性能的影响

研究了搅拌速度对胶乳共沉法制备NR/CB复合材料过程中橡胶(NR)与炭黑(CB)的吸附共沉行为及NR/CB复合材料性能的影响。研究结果表明:搅拌速度可显著影响橡胶与炭黑的交替吸附共沉行为,而交替吸附共沉行为对胶乳共沉法制备复合材料的炭黑分散性有重要影响。用3 000 r/min的搅拌速度可获得最好的交替吸附共沉行为效果,从而获得最好的炭黑在复合材料中的分散。3 000 r/min搅拌速度胶乳共沉法制备NR/CB复合材料的ΔG'最小,且具有最小的粒子间相互作用程度,最高的填料和橡胶之间相互作用程度、最高的物理交联程度以及最快的填料网络重组速度,所以该复合材料具有最高的100%、300%定伸应力。     

碳纳米管束与炭黑并用对天然橡胶导热性能和动态力学性能的影响

研究不同长径比的多壁阵列碳纳米管束（carbon nanotube bundles,CNTBs）非等量替代炭黑N234并用的填料增强体系对天然橡胶（NR）导热性能和动态力学性能的影响。利用非线性拟合分析CNTBs管径与CNTBs/N234并用NR复合材料热导率的关系,发现随着CNTBs管径的减小和用量的提高,复合材料导热性能逐步提高。通过表征CNTBs在橡胶基体中形成的填料网络,发现CNTBs长径比增大和用量提高会导致杂化填料的分散效果下降即出现Payne效应,使复合材料在动态工况下损耗增大,60℃下7%应变的tanδ和疲劳温升出现增加。此外,添加长径比更大的CNTBs能提升材料的抗湿滑性能,提高玻璃化转变温度,但对磨耗性能有不利影响,CNTBs添加量为6 phr（相对于每100份以质量计量的橡胶添加的份数）时材料的磨耗体积显著增大。     

维生素C-稀土配合物在天然橡胶/炭黑复合材料中的防老化作用

以镧和维生素C为原料制备了一种新型稀土配合物,将该新型稀土配合物作为一种新型防老剂应用于天然橡胶/炭黑(NR/CB)复合材料中,研究了该稀土配合物对NR/CB混炼胶硫化特性和硫化胶力学性能的影响,通过红外光谱、力学性能保持率及表面形貌变化详细分析了该稀土配合物对NR/CB硫化胶耐老化性能的影响,并与常用橡胶防老剂4010NA、RD和MB进行了比较.结果表明:维生素C-稀土配合物对NR/CB混炼胶具有一定的硫化促进作用,并能提高NR/CB硫化胶的力学性能;维生素C-稀土配合物在NR/CB复合材料中有优良的抗老化作用,其抗热氧老化和抗紫外光老化效果与4010NA、RD相近,优于MB,其抗臭氧老化性能尤为突出,显著优于RD、MB和具有突出抗臭氧性能的4010NA.     

纳米炭黑/聚酰亚胺复合材料的摩擦磨损性能

采用原位聚合法制备纳米炭黑(CB)/聚酰亚胺(PI)复合材料,使用摩擦磨损试验机、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)对复合材料进行表征,并考察润滑条件、载荷、线性滑动速率对复合材料摩擦磨损性能的影响。结果表明:在油润滑、高载荷以及高滑动速率条件下复合材料的摩擦磨损性能较好;随着CB质量分数的提高,纳米CB/PI复合材料的摩擦磨损性能得到提高。当纳米CB质量分数为4.5%时,纳米CB/PI复合材料摩擦因数为0.146,磨损率为2.29×10-14m3/(N·m)。     

纳米微晶纤维素改性的石墨烯增强聚乙烯醇膜的研究

通过将纳米微晶纤维素(NCC)通过氢键作用吸附在还原氧化石墨烯(RGO)上,制备了纳米微晶纤维素改性的石墨烯(NCC-RGO),并将其作为填料,用溶液混合法制备了聚乙烯醇(PVA)复合膜.对复合膜的结构及其吸水率,热稳定性和力学性能进行了研究.结果表明:NCC能够有效的防止RGO的团聚,NCC-RGO能在水中稳定分散.NCC-RGO作为填料能够减小复合膜的吸水率,提高复合膜的拉伸性能和热稳定性能.其中,NCC/RGO质量比为1∶1,NCC-RGO与PVA的质量比为1.0%的复合膜综合性能较好.     

改性NCC对EP树脂的力学性能及耐热性的影响

通过酸解法制备纳米晶纤维素(NCC),再采用N,N-羰基二咪唑(CDI)为活化剂,环氧氯丙烷(ECH)为改性剂,通过化学取代法得到含有环氧基的纳米晶纤维素(记为ENCI),利用原位聚合法将ENCI掺杂在环氧树脂基体中制备ENCI/EP纳米复合材料.采用红外光谱(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光衍射(XRD)等手段对改性产物进行分析和表征.将改性后纳米晶纤维素作为增强相分散在环氧树脂中制备纳米复合材料,研究改性纳米晶纤维素添加量对复合材料力学性能及热稳定性的影响.分析表明:与空白环氧树脂相比,NCC/EP和ENCI/EP纳米复合材料力学性能明显提高,以ENCI/EP复合材料效果最为显著.热失重测试分析表明耐热性能也得到提高.     

反式聚环戊烯橡胶在轮胎胎肩胶中的应用研究

对合成的3种不同相对分子质量的反式聚环戊烯橡胶（TPR）用于轮胎胎肩胶进行了研究,结果表明：与使用天然橡胶（NR）及顺丁橡胶（BR）/NR并用胶相比,TPR硫化胶的回弹性、老化性能、耐磨性和低温性能优异,耐疲劳性能好,动态生热低,滚动阻力小,抗湿滑性稍差,拉伸强度和撕裂性能较差;TPR/NR并用硫化胶与NR相比物理性能有所改善,耐老化性、耐磨性和低温性能优异,回弹性、耐疲劳性及动态生热相当,滚动阻力小,有较好的动态力学性能。相对分子质量较低的TPR2具有较佳的综合性能,TPR不适合单独应用于轮胎胎肩胶,其与NR并用具有较好效果。     

乳液共沉法制备NBR/NR/有机蒙脱土纳米复合材料的结构与性能

选用一种能够在水中分散良好的有机改性蒙脱土（OMMT）,采用乳液共沉法制备了NBR/NR/OMMT纳米复合材料,透射电镜观察显示制得了纳米复合材料。研究了纳米复合材料的力学性能、老化性能和耐油性能。测试结果表明,当OMMT用量为8份时,300%定伸应力和拉伸强度分别为4.89MPa和9.59MPa,与NBR/NR并用胶相比分别提高了84.5%和134%。当OMMT含量为8份时,老化后的纳米复合材料力学性能和耐油性能最优。     

涂层对氧化铝／耐热钢界面性能的影响

通过化学气相沉积方法在氧化铝表面分别获得了Ni及TiN涂层,并制得了氧化铝/耐热钢复合材料,为进一步研究复合材料性能与涂层的关系,考察了涂层对复合材料界面结合强度与抗高温氧化性的影响。结果表明：两种涂层都能提高氧化铝/耐热钢界面的结合强度,Ni涂层提高强度的幅度更大;包Ni氧化铝复合材料中的Ni涂层溶解到了耐热钢基体中,界面抗氧化性较好;包TiN氧化铝复合材料中的TiN仍存在于界面上,界面抗氧化性较差。     

阻燃改性木粉/聚苯乙烯复合装饰材料的性能

以含聚磷酸铵（APP）阻燃剂的木粉增强体制备复合材料。利用热重分析测试、极限氧指数测试、衰减全反射红外光谱分析、力学性能测试研究了阻燃改性复合材料对木粉/聚苯乙烯(PS)复合材料的阻燃性能和力学性能的影响。结果表明：相比未改性的木粉/聚苯乙烯复合材料,用APP改性木粉/聚苯乙烯复合材料改善了木塑复合材料的耐热性和阻燃性。当添加5%-20%APP含量时,最大热损失速率由13.02%·min-1降低到11.63%·min-1,热降解性能提高;成炭率和LOI值提高,阻燃性能增强。但是与未添加APP的复合材料相比,添加20%APP时,抗弯强度由71.3MPa降低到54.2MPa, 降低了24%; 拉伸强度从35.3MPa降低到24.8MPa, 降低了30%,APP的加入使复合材料的力学性能降低。     

YAl_2颗粒增强Mg-Li-Al基复合材料性能的研究

本文系统研究了YAl2增强颗粒加入后,Mg-Li-Al基复合材料在室温及高温下力学性能的变化规律.结果表明,YAl2颗粒的添加有效改善了Mg-Li-Al基体合金的力学性能,复合材料室温抗拉强度、屈服强度以及高温抗变形能力得到显著提高,同时塑性也得到较好保持.     

静态热老化对NR硫化胶交联结构及力学性能的影响

研究了老化时间和环境对三种硫化体系的天然橡胶 ( NR)硫化胶的交联结构与力学性能的影响 .结果表明 ,三种 NR硫化胶的交联密度、定伸应力相近 ,多硫键含量最多的 CV体系硫化胶拉伸强度和伸长率最大 ,单硫键含量最大的 EV体系的拉伸强度和伸长率最小 ;有氧和绝氧热老化均使 NR硫化胶中多硫键减少 ,单硫键增加 .未填充的 NR硫化胶 ,其交联密度随热氧老化先增后减 .对于 N330填充的 NR硫化胶 ,有氧和绝氧热老化都使交联密度增加 ,拉伸强度和伸长率降低 ,而定伸应力和硬度增加 ,但 CV体系的性能保持率最低 ,EV体系最高     

聚丙烯/ZnO复合材料的力学性能及热性能

研究了ZnO体积分数和界面对复合材料力学性能和热性能的影响规律,为导热复合材料制备过程中基体与填料配比的选择、合适的填料表面处理方法以及实现力学性能与热性能的兼顾提供了指导依据。研究结果表明:当φ(ZnO)20%时,填料的加入有利于全面提高复合材料的力学性能和热性能;NDZ-132偶联剂的加入有助于改善聚丙烯/ZnO复合材料的热性能与力学性能,但是界面强度过大会使材料呈现脆性,冲击性能略有下降。加入大分子偶联剂相当于在填料表面增加一个柔性层,有利于提高材料的冲击性能,但是不利于热能在材料内部传递。随着NDZ-132偶联剂质量分数的增加,复合材料的导热性能、拉伸及弯曲性能都呈现出先增加后降低的趋势;当偶联剂质量分数约为1.5%时,复合材料性能达到最佳值。     

原位生成甲基丙烯酸镁补强天然橡胶的研究

研究了过氧化物硫化体系下,甲基丙烯酸镁(MDMA)、炭黑(CB)／MDMA补强天然橡胶的力学性能和交联密度．利用X射线衍射(XRD)证明了：在天然橡胶混炼过程中,氧化镁(MgO)和甲基丙烯酸(MAA)通过中和反应原位生成甲基丙烯酸镁．研究表明：MDMA和CB／MDMA可以有效地补强天然橡胶．交联密度的测定暗示NR／CB／MDMA和NR／MDMA硫化胶的离子键交联密度有着密切的联系,CB和MDMA的并用导致了离子键交联密度的增加,进而对天然橡胶硫化胶产生了协同补强效果．     

机械球磨法制备Al/C复合粒子及其对HTPB推进剂的性能影响

为了提高Al粉的活性和燃烧效率,采用机械球磨法制备了一种Al/C复合粒子并优化了球磨条件,当C质量分数为30%、球料比为14、转速为350 rad·s-1、环境介质为正己烷、湿磨时间为2 h时,复合粒子中Al和C的晶粒尺寸分别为33.2 nm和42.5 nm,粒子的相对有效活性为70.33%.同时,研究了复合粒子对HTPB推进剂的黏度、力学、爆热、燃速等的影响.研究结果表明,复合粒子会增加HTPB推进剂的黏度,但是体系是一个典型剪切变稀的流体,复合粒子加入量越多,剪切变稀程度越大,因此选择合适的添加量和加工条件,含复合粒子的推进剂能高质量成型;且复合粒子能有效改善HTPB推进剂的力学强度,当其替代Al粉比例从0%增加到30%,平均最大拉伸强度和断裂强度分别从0.37,0.32 MPa增加至0.75,0.69 MPa;且复合粒子的替代量为15%时,HTPB推进剂的爆热和燃速分别较空白提高9.91%和48.27%.