模拟研究和设计高强度低生热聚合物复合材料

利用分子动力学模拟方法研究聚合物复合材料中填料分布、聚合物链性质和体系微观结构对力学强度和动态滞后生热性能的影响.研究结果表明,提高填料分散程度和减少聚合物链末端数量都能有效降低聚合物复合材料的动态滞后生热,聚合物复合材料的力学强度和动态滞后生热随分子链刚性的增加而增加.但是,刚柔嵌段共聚体系的力学强度,在高拉伸状态下,甚至会优于全刚性聚合物体系.在前述研究基础上,笔者设计了一款以填料颗粒为交联点、刚/柔环状链段互穿的三维网络结构复合体系.研究结果表明,新型复合材料与传统聚合物相比,力学性能最高提升640％,生热性能降低40％.模拟研究结果期望能为分析聚合物复合材料的生热机制、设计兼具高力学强度和低生热性能的聚合物复合材料提供理论指导和新的思路.     

三元共聚物对纳米Si_3N_4粉体表面改性的研究

采用自制的三元共聚物BA-MMA-GMA作为大分子改性剂对纳米Si3N4粉体进行表面包覆处理,利用红外、热重分析、粒径分布、接触角、透射电镜分析等手段进行表征.结果表明:三元共聚物与纳米粉体间既存在化学键合,也存在物理包覆,可以有效阻止纳米Si3N4粉体的团聚.改性后的纳米粉体表面自由能显著降低,在有机溶剂中的分散稳定性显著增加.     

聚碳酸酯多孔增透膜的制备及性能研究

将聚碳酸酯(PC)与聚苯乙烯(PS)进行溶液共混后旋涂成膜(spin-coating),然后利用共混薄膜在成膜后期及热处理过程中会产生相分离的特点,采用溶剂抽提技术,将薄膜中的PS组分去掉来制备聚碳酸酯基多孔增透膜,并通过改变两高分子组分间的质量比及溶液浓度来调节薄膜的增透效果.由紫外-可见分光光度计的测试结果可知:在二氯甲烷溶剂(3 wt%)中,PC/PS=70/30(w/w)条件下形成的PC多孔膜,其最大透过率可达到96%以上,此外该薄膜还具有聚碳酸酯材料的优良力学性能及热稳定性等优点,是一种很有应用前景的薄膜材料.     

粘度法确定高分子混溶性的判据及其关系

对用稀溶液粘度法确定不同高分子之间混溶性的Δ b判据、α判据和Δ [η]判据进行了深入的研究 ,发现三者虽然形式上有所不同 ,但是都从不同的侧面反映了不同高分子之间相互作用参数 k AB的值对不同高分子之间混溶性的影响。Δ [η]判据实际上反映的是 k AB绝对值的大小对不同高分子之间混溶性的影响 ;而Δ b判据和α判据反映的是 k AB相对值大小对不同高分子之间混溶性的影响。文章用Δ b判据和Δ [η]判据对聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA )和聚醋酸乙烯酯 (PVAc)在不同溶剂中的粘性行为进行了研究 ,发现溶剂的选择对溶液中不同高分子之间的混溶性有着非常大的影响     

纳米AlN润滑油抗磨添加剂的制备与应用研究

采用溶液聚合反应,将马来酸酐接枝到低分子量的无规聚丙烯链(a-PP)上,制备a-PP-g-MAH大分子表面改性剂,并应用其对纳米AlN粉体进行表面修饰改性.对合成的改性剂、改性前后的纳米AlN运用FT-IR、TGA、接触角、沉降实验等方法进行表征和测试.结果表明:当接枝率为2.69%的大分子改性剂用量为9%时,对纳米AlN粉体表面处理效果最好,有效提高了它在润滑油中的悬浮分散性.当改性的纳米AlN粉体以0.3%质量分数分散于润滑油中时,可以3个月不沉降,润滑油的极压值由1000N提高到1300N;电镜照片显示,其对摩擦副表面起到了一定的保护和修复作用.     

极稀高分子溶液粘度的测定

采用乌式粘度计对聚乙烯醇(PVA)水溶液的粘度进行了测定,发现如果以比浓粘度η sp/C对浓度作图,在极稀浓度区高分子溶液的粘度出现正的偏离.进一步的实验结果表明,由于受到乌式粘度计结构上的限制,目前广泛被采用的体积稀释法将不能用来确定极稀高分子溶液的粘度.文章在对极稀浓度区聚乙烯醇水溶液反常的粘度行为进行了合理解释的基础之上,提出了极稀高分子溶液粘度的测定方法.     

HSi-g-A151的制备及其对纳米Si_3N_4的表面改性

通过甲基含氢硅油与乙烯基硅氧烷(A151)的接枝反应,制备大分子硅氧烷偶联剂(HSi-g-A151),并用其对纳米Si3N4粉体进行表面修饰,通过沉降实验、透射电镜分析、粒度测定、热重分析和表面自由能分析等手段对改性前后的粉体进行表征.结果表明:大分子硅烷偶联剂对纳米Si3N4粉体为化学改性,改性后的纳米Si3N4粉体在二甲苯中悬浮稳定,粒径分布在30 nm左右,纳米颗粒表面自由能由79.8 J.m-2下降到39.4 J.m-2.     

亲水性PU预聚体对PU/水玻璃注浆材料的增容性研究

以MDI-50和PEG400为单体合成端NCO的亲水性聚氨酯预聚体,利用预聚体制备改性PU/水玻璃双组分杂化注浆材料.对注浆材料固结体的力学性能和断面形貌进行表征,结果显示,亲水性预聚体对聚氨酯/水玻璃两相的相容性改善明显,注浆材料的黏结、拉伸、冲击强度显著提升.结合预聚体黏度综合考虑,以nNCO/nOH为2时合成得到的预聚体,添加量w为25%时,浆液黏度较低,流动性好,且固结体的综合力学性能最佳,其中黏结强度为4.32 MPa,冲击强度为16.9kJ·m~(-2).     

Ni-TiO2纳米金属陶瓷复合材料的制备与结构研究

采用溶胶 -凝胶工艺成功获得了 N i/Ti摩尔比为 0 .1/1的均匀凝胶 ,然后经过一定时间的老化、干燥得到干凝胶 ,最后在适当的还原气氛中热处理制备了 Ni-Ti O2 纳米复合材料。采用 XRD和 TEM等实验手段对所得纳米复合材料进行分析和表征 ,发现可以通过控制热处理条件来控制相结构和晶粒尺寸。采用 BET吸附 /解吸法进行了测量 ,证明这种材料具有介孔尺度的多孔结构 ,孔径 2 .8nm左右 ,BET比表面积为 49.1m2 /g。