聚酰亚胺-聚四氟乙烯复合材料的制备和表征

利用共混挤出工艺制备聚酰亚胺-聚四氟乙烯(PI- PTFE)复合材料,考察PTFE含量对复合材料热性能、摩擦性能及力学性能的影响.结果表明:制得的PI - PTFE复合材料两相不相容,复合材料的最高使用温度为250℃,在250℃以下复合材料的尺寸稳定性较好,其线膨胀系数随PTFE含量的增加而增大,不受热循环历程的影响;复合材料分解质量损失5%的温度(t5d)为525℃,热分解速率随PTFE含量的增加而增大;干摩擦时,随PTFE含量的增加,复合材料的摩擦因数降低,磨损率呈上升趋势;复合材料的拉伸强度、弯曲强度和硬度均随PTFE含量的增加而降低,就力学性能而言,PTFE的添加量不超过20%为宜.     

HNTs- DEA/PTFE复合材料的力学性能与耐磨性

为改善埃洛石(HNTs)纳米管在基质材料中的分散性,以提高复合材料的力学性能和耐磨性,在HNTs表面接枝亲水分子二乙醇胺制备HNTs-DEA,通过一系列表征手段分析了HNTs-DEA的结构和分散性能.然后制备了HNTs-DEA质量分数为2%的HNTs-DEA/PTFE复合材料,对比分析了改性前后HNTs对聚四氟乙烯(PTFE)材料的力学性能和耐磨性的影响.结果显示, HNTs-DEA/PTFE复合材料的拉伸强度比PTFE略有增强,而断裂伸长率基本保持; HNTs-DEA/PTFE的摩擦系数与PTFE接近,但耐磨性能比PTFE提升约96%:充分展现出二乙醇胺改性HNTs填充PTFE的良好力学性能和耐磨性.     

PTFE原位成纤对PP/MWCNTs/PTFE复合材料发泡性能和力学性能的影响

采用共混造粒和微孔发泡注塑成型工艺,制备了聚四氟乙烯(PTFE)原位成纤增强的聚丙烯/多壁碳纳米管/聚四氟乙烯(PP/MWCNTs/PTFE)微孔复合材料,并对其结晶、流变、微孔发泡和力学性能进行了测试和表征。结果表明：与不加PTFE的PP/MWCNTs复合材料相比,PTFE的加入可以提高PP/MWCNTs/PTFE复合材料的结晶度,增大储能模量,降低损耗因子;PTFE的加入可以改善PP/MWCNTs/PTFE复合材料的泡孔结构,使泡孔密度增大,泡孔直径减小;相比PP/MWCNTs复合材料,当PFTE的加入量为1%(质量分数)时,PP/MWCNTs/PTFE复合材料的断裂伸长率提高了67.5%,抗拉强度提高了21.1%,杨氏模量提高了12.5%。     

低温等离子体表面改性提高聚四氟乙烯黏结性能

探究不同气体氛围、等离子体放电功率和处理时间对聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene,PTFE)表面黏附性和亲水性的影响,以表征其黏结性能。使用场发射扫描电子显微镜(field emission scanning electron microscopy,FE-SEM)和X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)表征分析PTFE膜黏结性能改善的机理。结果表明,等离子体处理能提高PTFE膜的表面亲水性,经不同气体等离子体处理后PTFE表面黏附性均有显著提升。FE-SEM分析表明PTFE膜表面粗糙度增加,这是促使其黏结性能提升的原因之一;XPS显示等离子体处理后PTFE膜表面引入新的含氧、含氮基团,这是黏结性能提升的主要原因。     

纳米SiO2修饰玻纤表面对玻纤/聚丙烯复合材料界面性能的影响

借助纳米颗粒的高比表面积特性,将纳米二氧化硅通过化学接枝方法修饰玻璃纤维表面,制备玻璃纤维/聚丙烯（PP）热塑复合材料。通过SEM表征纳米二氧化硅在玻璃纤维表面的分布形态,结果表明纳米颗粒在纤维表面分散良好;通过界面剪切强度测试（IFSS）和界面断裂韧性测试（G_ⅡC）表征复合材料界面的静态力学性能,结果显示材料的界面剪切强度与界面断裂韧性同时获得了较大的提升;动态热机械分析测试（DMA）的结果表明复合材料在动态测试下的综合界面结合性能均得到较大的提升。     

新型高分子型阻燃抗静电剂的合成及应用

以氯磷酸二乙酯,丙烯酸羟乙酯合成了阻燃单体(FR);以丙烯酰氯,辛基酚聚氧乙烯醚合成了抗静电单体(AS);以FR/AS/MMA为共聚合单体,用自由基聚合方法制备了阻燃抗静电剂,并与聚丙烯(PP)复合制备了含AMF162的PP复合材料．采用傅立叶变换红外光谱(FTIR)、热失重分析法(TG)、氧指数测定、电阻率测定以及抗冲击强度测定等对PP复合材料进行了表征和分析,探讨了阻燃抗静电剂的用量对PP复合材料热稳定性、阻燃和抗静电性能以及冲击强度的影响．结果表明,阻燃抗静电剂的含量为20%时,PP复合材料的氧指数(LOI)达到20.8%;材料的表面电阻率到达1012级,比改性前下降了4个数量级,阻燃抗静电剂的加入明显改善了PP材料的阻燃抗静电性能;阻燃抗静电剂的添加量不超过15%时可提高PP材料的冲击强度,添加量为20%时PP材料的冲击强度有所下降,但影响不大．     

纳米二氧化硅修饰玻纤表面对玻纤增强聚丙烯复合材料性能的影响

基于纳米颗粒比表面积高的特性，将超声震荡分散后的纳米SiO₂通过化学接枝方法修饰玻璃纤维表面制备玻璃纤维/聚丙烯热塑性复合材料。通过扫描电子显微镜（SEM）表征纳米SiO₂在玻纤表面的分布状态及其与纤维树脂的结合情况，结果表明纳米颗粒在纤维表面分布状况良好，纤维与树脂能较为紧密地结合。通过动、静态力学测试表征复合材料的界面结合情况及整体力学性能，结果表明复合材料在动态热机械分析（DMA）测试下具备良好的综合界面性能；与空白组对比，复合材料的层间剪切强度最高提升约86%，拉伸强度最高提升约300%，弯曲强度最高提升约94%。     

聚四氟乙烯的表面改性及粘接性能研究

采用Ar等离子体技术对聚四氟乙烯(PTFE)片材表面预处理,再用热接枝的方法引发甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)对其表面进行接枝改性.考察不同等离子体处理条件及接枝单体体积分数对PTFE与钢粘接强度和与水接触角的影响.同时,对接枝后的PTFE用x射线光电子能谱(XPS)进行分析表征.研究结果表明,GMA单体成功地接枝到PTFE表面,当等离子体处理时间为5min、功率为50W、气氛压力为50Pa、单体接枝体积分数为20%时,改性后的PTFE与钢的拉剪强度由处理前的24.6N·cm-2增加到处理后的284.6N·cm-2.     

NiTi纤维表面处理对其树脂基复合材料 力学性能的影响

为了提高基于NiTi纤维与树脂复合材料的拉伸、冲击、弯曲性能,采用硝酸、硅烷偶联剂、异氰酸酯涂层以及低温等离子体与硅烷偶联剂联合处理等方法对NiTi纤维表面进行处理,增强纤维与树脂间的界面黏结. 研究表明: NiTi纤维经不同方法处理后,其环氧树脂复合材料的层间剪切强度提高了10.90%～44.74%. 低温等离子体处理的NiTi纤维再经硅烷处理,其环氧树脂复合材料的拉伸性能、冲击性能、弯曲性能分别提高了88.81%, 98.43%和45.55%,且纤维与树脂黏合较好.     

发泡聚丙烯的制备及其表征

本文论述了使用碳酸氢钠为发泡剂,通过加入一定量的交联剂DCP和成核剂硫酸钙制备了微孔发泡聚丙烯,研究发泡剂、交联剂、成核荆用量对发泡聚丙烯拉伸强度、冲击强度、硬度、密度等性能的影响。并用扫描电镜观察了产品中气泡的分布和形状。实验结果表明,当发泡母料的用量为4％,交联剂的用量为0．02％,成核母料为10％时,所得的发泡聚丙烯性能最佳。     

不同发泡剂对微发泡PP复合材料发泡及表面质量的影响

以化学发泡为主线,通过注塑成型技术制备不同发泡剂的微发泡聚丙烯(Polypropylene,PP)复合材料,研究了PP材料中添加AC母粒(Azodicarbonamide,AC)、AC粉和微球母粒3种不同发泡剂对微发泡PP材料发泡质量和表面质量的影响。结果表明:不同特性的发泡剂添加到PP材料中进行发泡后,对发泡质量有较明显的影响; PP材料中添加AC母粒发泡质量最好,泡孔平均直径较小,为35. 8μm,泡孔个数较多,泡孔尺寸分布均匀。表面质量也存在明显的影响,PP材料中添加微球母粒(Na HCO3母粒)后,表面无明显的气痕和凹坑,表面光泽度最大,表面质量较理想。综合发泡质量和表面质量的影响因素,微球母粒适合于微发泡聚丙烯制品的发泡。     

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。     

稀土处理对碳纤维增强聚四氟乙烯复合材料拉伸性能的影响

采用空气氧化、空气氧化后稀土改性和稀土改性对碳纤维表面进行处理,并研究了3种表面处理对碳纤维增强聚四氟乙烯(CF/PTFE)复合材料拉伸性能的影响.探讨了稀土含量对于复合材料拉伸性能的影响,并运用扫描电子显微镜(SEM)对复合材料拉伸试件的断口进行分析.结果表明:稀土处理能够有效地提高碳纤维与聚四氟乙烯基体的界面结合力,从而提高CF/PTFE复合材料的拉伸性能.当稀土元素在表面改性剂中的质量分数为0.3%时,CF/PTFE复合材料的拉伸性能最佳.     

超声波-双氧水联合氧化处理连续碳纤维表面的研究

使用超声波联合双氧水的方法对连续碳纤维（CCF）进行不同时间的表面氧化处理,再以聚酰胺（PA）为基体,热压制备连续碳纤维增强聚酰胺树脂复合材料。利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱仪（XPS）和X-射线衍射仪（XRD）对联合氧化后的连续碳纤维表面进行分析表征,利用万能实验机对复合材料进行力学性能测试,结果表明：不同时间的超声波-双氧水联合氧化处理都能增加连续碳纤维表面的粗糙程度和活性官能团数量,其中联合氧化20 min后表面刻蚀效果比较显著,羟基、羰基等含氧官能团质量分数比未处理时提高79%和82%;连续碳纤维增强聚酰胺树脂复合材料的层间剪切强度比未经表面联合氧化处理提高36.8%。综合各项表征结果,20 min联合氧化后的碳纤维综合性能最优。     

空气等离子体炬改性连续玻纤束的工艺研究

玻璃纤维表面光滑且呈化学惰性,聚丙烯缺少极性官能团,导致玻璃纤维与聚丙烯之间的界面润湿性能较差。为了提升玻璃纤维增强聚丙烯(GFRP)复合材料的界面结合性能,设计并搭建了空气等离子体炬处理装置,通过该装置在连续玻璃纤维束表面沉积SiO_x纳米颗粒,并测定了改性玻璃纤维的润湿性能和GFRP复合材料的界面剪切强度;采用响应曲面法(RSM)分析了喷嘴与纤维间的距离、载气流量、处理时间对玻璃纤维润湿性能的影响,并对这些工艺参数进行了优化。结果表明：当处理距离为20 mm、载气流量为1.5 L/min、处理时间为6 s时,与对照组相比,改性后的玻璃纤维与聚丙烯的接触角降低了49.8%,GFRP复合材料的界面剪切强度提高了94.7%;载气流量对玻璃纤维润湿性能的影响程度最大,处理时间次之,处理距离的影响最小。优化后的工艺参数为：喷嘴与纤维间的距离为18 mm,载气流量为1.7 L/min,处理时间为7 s。在此工艺条件下制备了空气等离子体炬改性的玻璃纤维,实测的接触角(24.6°)与预测值(25.0°)之间的偏差仅为1.6%。     

稀土改性炭纤维填充聚四氟乙烯摩擦学性能

研究了表面改性处理炭纤维填充聚四氟乙烯(CF/PTFE)复合材料的滑动磨损性能,探讨了稀土改性剂对复合材料滑动磨损性能的影响.结果表明:稀土改性剂能够有效地提高炭纤维与聚四氟乙烯基体之间的界面结合力,从而提高CF/PTFE复合材料的滑动磨损性能;当稀土元素在稀土改性剂中的质量分数为0.3%时,CF/PTFE复合材料的滑动磨损性能最佳.     

碳纤维增强木粉／聚乙烯复合材料的制备及其力学性能

将短切碳纤维(SCF)与木粉(WF)、高密度聚乙烯(HDPE)塑料和其他添加剂共混、熔融复合后,用模压成型方法制备了短切碳纤维增强木塑(SCF/WF/HDPE)复合材料;将碳布放置于木塑板上下表面,经模压成型制备碳纤维布增强木塑(CFC/WF/HDPE)复合材料。研究了碳纤维用量对碳纤维增强WF/HDPE复合材力学性能的影响,并利用扫描电镜(SEM)和红外光谱(FTIR)对碳纤维进行表征。结果表明:与纯WF/HDPE复合材相比,碳纤维加入量为10%时,复合材料的力学强度提高幅度最大,拉伸强度和弯曲强度分别提高了8.4%和10.6%;当碳纤维加入量为6%时,复合材料的韧性提高幅度最大,断裂伸长率提高了25.9%,冲击强度提高了24.4%。使用丙酮清洗掉碳纤维表面的上浆剂后,其增强效果比未经过处理的碳纤维略有下降。与短切碳纤维相比,碳布的增强效果更好,与短切碳纤维增强木塑(SCF/WF/HDPE)复合材料相比,碳布平铺在木塑板表面的结构拉伸性能可提高62%,断裂伸长率提高148%,弯曲强度提高71%,冲击强度提高313%。     

电泳沉积海藻酸钠/碳纳米管修饰高模碳纤维表面

采用纳米材料增加碳纤维(CF)的表面粗糙度及活性官能团,不仅可以改善CF增强复合材料的界面结合状态,而且不会对CF本体造成损伤,是一种极具发展潜力的新型CF表面改性手段。使用电泳沉积技术(EPD)将碳纳米管(CNTs)沉积在高模CF表面,然后与环氧树脂(EP)复合,制备了单向纤维增强层压板(CF/EP复合材料)。使用万能拉力机测试CF/EP复合材料的层间剪切强度(ILSS),结果表明,在电压为6 V时制备的CF/EP复合材料的ILSS为58.9 MPa,与未经EPD处理的CF/EP复合材料(ILSS=52.2 MPa)相比提高了12.8%。同时,通过EPD制备了海藻酸钠与CNTs共沉积修饰的高模CF,海藻酸钠的加入增加了CNTs与CF表面的黏附性及氧含量,提高了纤维表面对树脂基体的浸润性。当CNTs的质量浓度为0.3 mg/mL、海藻酸钠的质量浓度为1 mg/mL、EPD电压为8 V时,所制备的CF/EP复合材料的ILSS可达68.3 MPa,与未经EPD处理的CF/EP复合材料相比提高了30.8%。     

二氧化碳辅助发泡制备聚乳酸/炭黑导电复合材料

将聚乳酸(PLA)与炭黑(CB)熔融共混,模压成型后通过二氧化碳气体辅助发泡法进一步制备出导电聚乳酸发泡复合材料(PCB).采用扫描电子显微镜表征了CB对发泡材料中泡孔形态及尺寸的影响,并通过高阻计和万能电子拉力机分别测试了PCB发泡材料的导电性和力学性能.结果表明,PCB复合材料泡孔结构均匀,其拉伸强度及电导率较PLA发泡材料明显增强.     

发泡剂对冷再生沥青混合料强度特性的影响

为改善泡沫沥青发泡性能及其冷再生混合料强度,掺入不同种类发泡剂进行改性.采用沥青发泡试验、混合料力学试验、电镜扫描试验及红外光谱试验研究了发泡剂种类和质量分数对沥青发泡特性、冷再生沥青混合料强度及微观物化特性的影响.结果表明:发泡剂可有效提升发泡性能和再生混合料力学强度;随发泡剂质量分数的增加,各项性能均先提高后降低,...