热塑性聚氨酯导电无纺布的制备与应变响应性能

以热塑性聚氨酯(thermoplastic polyurethane, TPU)为主要原料,通过熔喷纺丝技术制备TPU无纺布.配制不同质量浓度的多壁碳纳米管(multi-walled carbon nanotubes, MWCNTs)分散液对TPU无纺布进行功能化修饰,用于制备TPU/MWCNTs导电无纺布.通过绝缘电阻测试仪、热失重分析仪、扫描电子显微镜和拉伸应变响应度分析TPU/MWCNTs导电无纺布的结构与应变响应性能.结果表明：MWCNTs均匀、牢固附着于TPU/MWCNTs无纺布,形成高效、稳定的导电网络;随碳纳米管质量浓度增加,TPU/MWCNTs导电无纺布的导电性能变好;MWCNTs的引入提高了TPU/MWCNTs导电无纺布的热稳定性;当MWCNTs质量浓度为3 mg·mL^-1时,TPU/MWCNTs导电无纺布的应变灵敏度最高;随着应变幅度增大,导电无纺布的应变响应度增强;经过10个循环拉伸作用后,TPU/MWCNTs导电无纺布的应变响应度达到稳定的响应状态,表现出良好的可回复性和可重复性,在柔性传感器和智能可穿戴领域具有光明的应用前景.     

膨胀阻燃热塑性聚氨酯复合材料的制备与性能

以热塑性聚氨酯(TPU)为基底,以聚磷酸铵(APP)、氰尿酸三聚氰胺(MCA)和硼酸为复合改性剂,制备了一种环保型膨胀阻燃TPU复合材料。通过锥形量热仪和烟密度测试对复合材料的燃烧、抑烟和热稳定情况进行了研究,结果表明：APP/MCA/硼酸阻燃体系可降低复合材料热释放速率峰值(最高降幅达到约80%)和总热释放量,促进了致密炭化层的生成,有效抑制了挥发组分的生成。极限氧指数(LOI)结果表明：阻燃体系提高了LOI;添加质量分数15%APP、2.5%MCA、2.5%硼酸的TPU复合材料的LOI最高,达到了32%,该样品达到了最高的UL-94等级。热重分析结果表明TPU复合材料具有更好的热稳定性。APP、MCA、硼酸对膨胀阻燃TPU复合材料具有抑烟和阻燃的作用。     

炭黑填充LDPE体系发泡复合材料的导电性能

以低密度聚乙烯（LDPE）和乙烯-乙酸乙烯酯（EVA）为主基体, 乙炔炭黑(ACET)为导电填料, 偶氮二甲酰胺（AC）为发泡剂, 过氧化二异丙苯（DCP）为交联剂制备LDPE/EVA/CB导电泡沫复合材料. 通过分析炭黑含量、 交联剂、 发泡剂对复合材料电性能的影响表明, 该导电泡沫具有较理想的泡孔结构, 升温电阻测试表明, LDPE/EVA/ACET导电发泡复合材料具有较好的开关特性, 呈明显的正温度系数(PTC)特性, 并确定了发泡剂和交联剂的用量, 获得了具有较好泡沫性能和PTC特性的导电泡沫材料.      

炭黑／橡胶涂层复合材料导电性能的研究

本研究了橡胶／炭黑复合材料体系的导电性能。实验指出，其电阻率随温度的变化呈不同强度的正温度系数（ＰＴＣ）效应，讨论了不同炭黑粒子填充率，橡胶基体的性质，炭黑的结构及表面性质，加工工艺和硫化条件等对室温电阻率及ＰＴＣ效应的影响。     

热塑性推进剂用聚氨酯弹性体的合成及表征

以环氧乙烷／四氢呋喃无规共聚醚,异佛尔酮二异氰酸酯以及１,４－丁二醇为原料,采用熔融二步法合成了一种能为硝酸酯增塑并满足推进剂使用要求的热塑性聚氨酯弹性体（ＴＰＵ）。     

邻苯二甲酸二丁酯增塑的热塑性共聚醚聚氨酯和聚氨酯脲体系

研究了不同含量的邻苯二甲酸二丁酪对基于不同相对分子质量的环氧乙烷－四氢呋喃共聚醚、二苯甲烷二异氰酸酯／异佛尔酮二异氨酸酯、１，４－丁二醇／乙二胺的各类热塑性聚氨酯和聚氨酯脲弹性体的力学性能和软段相玻璃化转变温度Ｔｇ的影响．各类弹性体具有令人满意的拉伸强度和延伸性．对邻苯二甲酸二丁酯与各类弹性的混溶能力进行了初步探讨．     

热塑性聚氨酯弹性体黏合剂的加工流变性能研究

利用转矩流变仪研究了不同硬段质量分数的热塑性聚氨酯弹性体黏合剂在不同加工条件下的流变性能,表征了加工后热塑性聚氨酯弹性体黏合剂的力学性能.实验结果表明,加工工艺对热塑性聚氨酯弹性体黏合剂的流变性能有显著影响,其平衡转矩随着加工温度和转速的提高呈下降趋势.加工工艺对热塑性聚氨酯弹性体黏合剂的力学性能也有一定的影响,加工温度和转速的提高使其拉伸强度降低,而延伸率则随着加工温度的提高有所增加.     

热塑性聚氨酯/低熔点聚酯共混改性及其薄膜的制备与性能研究

通过熔融共混的方法制备Estane^®热塑性聚氨酯（TPU）和低熔点聚酯的共混物,并吹制成膜。分别对共混体系进行DSC,FTIR,SEM和流变性能以及对薄膜进行剥离强度、透湿量和耐静水压的分析测试。结果表明：TPU与低熔点聚酯具有一定的相容性;TPU中低熔点聚酯质量分数≤30%时,低熔点聚酯能够以细小且规则球形颗粒分布在TPU基体中;低熔点聚酯的加入能够大大提高TPU薄膜的热熔粘合性能,并能显著降低粘合温度,但是会对薄膜的透湿性 和耐水压性产生不利影响。试验表明低熔点聚酯质量分数为20%时的TPU薄膜能够满足使用要求。     

IPDI基热塑性聚醚聚氨酯弹性体的形态结构与性能

采用熔融预聚二步法合成了以环氧乙烷－四氢呋喃无规共聚醚为软段,异佛尔酮二异氰酸酯和1,4－丁二醇为硬段的热塑性取氨酯弹性体（TPU）,利用DSC,DMA,TEM,WAXD对聚合物的形态结构进行了表证,并测试了力学性能,结果表明,聚合物具有典型的微相分离特征,随着硬段含量的增加,微相分离程度增加,拉伸强度也随着增加,而延伸率却有降低的趋势,WAXD分析表明,所有TPU均不存在明显的结晶形态,当硬段含量为45％－50％,聚合物的综合性能达到最优。     

聚苯胺/高岭土导电复合物的制备与表征

采用原位聚合法制备导电的聚苯胺（PAn）/高岭土复合物，当苯胺/高岭土投料质量比为15/100时，复合物的电导率达0.92S/cm，考察了制备工艺和原料配比对产物导电性能的影响，对复合物的导电性，密度，SEM和表面接触角的研究表明，反应体系中高岭土的存在，一方面阻碍了部分单体的聚合反应，另一方面由于苯胺在其表面的吸附和聚合，使得复合物在PAn含量较低时呈现较高的电导率，XRD的研究说明，单体尚未进入高岭土的层状结构内。     

聚氨酯/ACR复合材料的制备及表征

以表面功能化的聚丙烯酸酯类复合微球(ACR)、聚己二酸乙二醇酯(PEA)、甲苯二异氰酸酯(TDI-100)、扩链剂(MOCA)为原料,采用预聚法制备出聚氨酯/核壳高分子微球(PU/ACR)新型复合材料。结果表明,当复合微球的添加量(质量分数)为2%~4%时,PU/ACR复合材料的综合力学性能最好;DSC分析表明,该复合微球的加入影响了聚氨酯的微相分离。     

GEM法分析尼龙6/炭黑导电复合材料的电学性能

采用熔融共混法制备尼龙6/炭黑(carbon black,CB)导电复合材料,探讨温度对尼龙6/CB复合材料导电行为的影响.引入有效介质普适(GEM)方程分析温度对复合材料导电性能的影响,并讨论相关数学模型的适应性.研究表明:在CB含量一定的条件下,温度升高使CB在聚合物基体中形成的导电网络得到优化,电导率升高;而温度降低在一定程度上破坏了复合材料的导电网络,使电导率降低.     

热处理对碳黑填充热塑性共混体系电性能的影响

探讨了不同热处理温度对交联与示交联碳黑填充乙烯－醋酸乙烯共聚物及低密度聚乙烯（ＥＶＡ／ＬＤＰＥ）共混体系电性能的影响,对影响材料稳定性的各种因素进行了分析,并提出可能的解决方法,以达到既能保证材料功能稳定性,又能提高生产效率的目的。     

CB/WPU导电复合材料在有机蒸汽中的气敏响应特性初探

采用乳液共混法制得了炭黑／水溶性聚氨酯（CB／WPU）气敏导电复合材料。复合材料在饱和溶剂蒸汽中的最大响应随着溶剂的介电常数的增大而减小。在非极性饱和溶剂蒸汽中，没有观察到负蒸汽系数（NVC）效应，其最大电阻响应达到106倍以上；而在极性饱和溶剂蒸汽中，经过一段时间之后，复合材料的电阻将接近于一个平衡值，该平衡值的大小随着溶剂的介电常数的增加而减小，溶剂本身的导电件是导致CB／WPU复合材料在极性饱和溶剂蒸汽中出现NVC效应的主要原因。而在非饱和蒸汽中，复合材料在低压纯蒸汽条件下的最大响应高于在低压蒸汽和空气？昆合气氛条件下的最大响应，复合材料存低压纯蒸汽下没有NVC效应；然而在低压蒸汽和空气混合气氛中，复合材料在极性和非极性溶剂蒸汽中均存存NVC效应．这主要是由于复合材料吸收溶剂蒸汽后，环境压力诱导聚氨酯链段结构松弛引起的。     

碳黑填充橡胶的动态力学表征

用动态热分析技术研究了碳黑填充橡胶在高应变与低应变下的动态粘弹行为，并考察了应变史对填充橡胶力学性能的影响。     

碳纳米管/铝基复合材料的制备与性能

采用石蜡作为修饰剂分别对CNTs-COOH和纯Al粉进行修饰,物料经过粉碎、球磨、干压成型后,分别在650℃、670℃、690℃、720℃进行烧结,将烧成的坯体在500℃、30MPa压力下进行热压后挤出成型.分别采用硬度仪、万能试验机测试了样品的硬度及拉伸性能,利用扫描电镜观察烧结样品的断面形貌.结果表明:采用石蜡修饰后的CNTs,表现出较好的分散性;当复合材料的烧结温度为670℃时,制备得到CNTs(石蜡)/Al复合材料具有较高的硬度和较大的拉伸应力,复合材料呈现明显韧性断裂.     

纳米ATO复合导电涂料的研制

制备了一种以纳米ATO导电粉为填料,醇酸树脂为基体的复合型导电涂料,讨论了ATO的含量、偶联剂种类、固化工艺以及溶剂对涂层导电性能的影响.结果表明,加入60%～65%纳米ATO导电粉,选择钛酸酯偶联剂NTC-401,以5%的用量预处理粉体填料,涂层在50℃的温度下2d后完全固化,涂料的导电性能较好,表面电阻率为103Ω·cm-2.     

碳纤维骨架石墨烯导电导热薄膜的制备及表征

在对碳纤维进行除浆和预氧化的基础上,将其与中间相沥青甲苯溶液混合,通过抽滤法制备碳纤维薄膜骨架,二次抽滤氧化石墨烯填充到碳骨架之间,经热处理后制得具有三维网络结构的自支撑G-CF-MP复合薄膜.探索和分析了不同碳化和石墨化温度对薄膜材料形貌、导电性以及导热性能的影响.通过结构表征发现,碳纤维之间相互搭建构成高机械性能的碳骨架,碳纤维表面以及纤维之间的空隙被石墨烯均匀地包覆和填充,中间相沥青在达到软化点后呈现出流动性和黏性,充分润湿碳纤维与石墨烯之间的间隙,3种碳材料协同作用,从而获得了高机械强度以及高导电性的G-CF-MP复合薄膜材料.导电性测试发现,石墨化处理可以有效提高材料的导电性,G-CF-MP复合薄膜在经过900℃碳化后的方阻为2.853Ω/sq,经过石墨化处理后的方阻降低为0.229Ω/sq.经过导热性能测试,G-CF-MP(900℃)的热导率为475.2 W/(m·K),G-CF-MP(2 300℃)的热导率为532.8 W/(m·K).     

冲击电流作用下碳纤维复合材料的导电特性

针对碳纤维复合材料(CFRP)在航空航天领域应用时的雷电损伤机理以及无损检测的问题,建立了CFRP非破坏性冲击动态伏安特性测试平台,对碳纤维复合材料的动态伏安特性的测量方法进行了研究。通过对流经CFRP上动态电流以及两端动态电压的测试,研究CFRP在非破坏脉冲电流作用下的动态伏安特性。研究发现:冲击电流的幅值、波形以及测量电极均会对CFRP的动态伏安特性产生比较明显的影响。随着冲击电流幅值的增加,CFRP的动态伏安特性曲线在电流上升阶段出现明显的向上偏移;在电流下降阶段,其所对应的动态伏安特性曲线会向下偏移直至趋于重合。当施加在CFRP上的冲击电流的持续时间变长时,明显看出CFRP的动态伏安特性上升阶段和下降阶段所包围的区域逐渐减小。当测量电极尺寸增加时,流过CFRP上的动态电流幅值增大了15%,其动态伏安特性曲线会逐渐向下移动,且随着冲击电流幅值增加,不同测量电极所对应的伏安特性曲线逐渐接近。研究结果为碳纤维复合材料在雷电直接作用时其导电行为以及损坏机理的研究提供了一定的实验基础与理论依据,为碳纤维复合材料的无损检测提供了新的实验思路。