新型钛酸酯偶联剂的应用研究

设计及合成了一类新型的钛酸酯偶联剂AEOT,用于改性超细CaCO3,系统研究了改性CaCO3的表面性能以及改性CaCO3/PVC复合体系的综合力学性能,并用扫描电子显微镜(SEM)对CaCO3/PVC复合材料的微观结构进行了分析,发现以分子量大的AEOT-15为改性剂对CaCO3进行表面活化处理,可显著改善CaCO3/PVC复合材料的综合力学性能.     

改性纳米羟基锡酸锌的制备及表征

用共沸蒸馏方法制备了纳米ZnSn(OH)6颗粒,然后在共沸蒸馏纳米ZnSn(OH)6-正丁醇的体系中,直接加入硬脂酸制备了改性纳米ZnSn(OH)6颗粒.用XRD、TEM、FTIR和TG/DTA等对这种纳米颗粒的形貌和结构进行了表征,所得表面改性纳米ZnSn(OH)6的大小为60~80nm.并对改性机理进行了初步探讨.把改性纳米颗粒加在软质PVC中,和微米级产品相比,其氧指数提高17.8%.     

碱式硫酸镁晶须对软质PVC性能的影响

采用不同改性剂对碱式硫酸镁晶须(MOS)进行表面改性,研究改性前后碱式硫酸镁晶须对软质PVC基体阻燃性能和力学性能的影响.结果表明,在不同改性剂中,以钛酸脂的改性效果最好;随改性后的晶须在软质PVC基体中含量的增加,复合体系的氧指数逐渐增大,拉伸强度和断裂伸长率比纯PVC基体有所降低;当晶须的添加量为60份(以100份PVC为基准)时,复合体系的综合性能较好.     

碳纤维增强PVC复合材料的制备工艺和力学性能

研究了用模压成型法制备碳纤维增强PVC(CF/PVC)和二维碳纤维平纹布增强PVC(CB/PVC)复合材料,并与原PVC树脂力学性能进行了测试比较。研究结果表明,CB/PVC复合材料的拉伸强度和缺口冲击强度提高,但弯曲强度有所下降;CF/PVC复合材料的拉伸强度、缺口冲击强度和弯曲强度都比原PVC树脂增大约10%;结合其力学破坏形貌照片,分析了碳纤维和PVC树脂相容性与其性能之间的关系。     

玻璃纤维和石墨增强PTFE复合材料的力学性能

通过机械混合、冷压和烧结成型制备了不同质量分数(5%～30%)的玻纤和石墨填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料.测试了不同样品的拉伸、冲击和硬度等力学性能,利用扫描电镜对冲击断面形貌进行观察.结果表明:加入玻纤后,拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度迅速下降,弹性模量增加,材料呈脆性;材料硬度随玻纤加入量增加而增加,随软质石墨的加入量增加而减小;玻纤改性处理,会提高复合材料硬度;石墨对材料冲击韧性影响较小,少量加入时对拉伸强度影响也较小;质量分数10%的石墨和20%的玻纤填充增强PTFE复合材料的综合力学性能较好.     

钛酸酯偶联剂改性纳米CaCO3/PVC的结构和性能

研究了钛酸酯偶联剂改性纳米CaCO3在PVC基体中的分散性,添加了改性纳米碳酸钙的PVC复合材料的力学性能。研究表明：改性后纳米CaCO3的表面性质由疏油变为亲油;改性后的纳米CaCO3在PVC基体中均匀分散,并且与PVC基体之间的结合良好。复合材料的力学性能测试表明：冲击强度得到很大的提高,当m(CaCO3)：m(PVC)=20：100时,材料的冲击强度为纯PVC的5倍多,而拉伸强度仅减小39／6。     

硼酸锌和锡酸锌对PVC燃烧性能的影响

采用硼酸锌和锡酸锌分别复配Sb_2O_3对软质PVC进行阻燃处理,利用氧指数测定仪和锥形量热仪研究了阻燃剂对软质PVC阻燃抑烟性能的影响,用电子万能试验机研究了阻燃剂对软质PVC力学性能的影响。结果表明,单独使用Sb_2O_3对软质PVC力学性能的影响较大,当复配硼酸锌或锡酸锌时对软质PVC力学性能的影响较小;PVC/Sb_2O_3-锡酸锌的阻燃效果最好,但其烟释放比PVC/Sb_2O_3-硼酸锌略高。     

整体成型法制备气凝胶隔热保温复合材料

采用溶胶-凝胶和整体成型法分别将玻璃棉毡和玻璃针剌毡与SiO_2溶胶复合,经溶剂置换、表面改性常压干燥制备气凝胶复合材料.对气凝胶复合材料的表面形貌和微观结构进行了表征,测试了其导热系数、疏水性和力学性能,结果表明,复合材料导热系数在0.023~0.025 W·m~(-1)·K~(-1)之间,疏水角大于110℃,具有较好的隔热保温和疏水性能;以玻璃纤维针剌毡增强的气凝胶复合材料抗拉、抗压和抗弯强度均在1 MPa以上,力学性能较复合前显著提高,作为高性能隔热保温材料在工业、建筑等领域具有广泛的发展应用前景.     

稀HCl/硅烷偶联剂处理E-玻璃纤维对BMC的增强

采用稀HCl和硅烷偶联剂KH-570先后处理E-玻璃纤维并用于团状模塑料(BMC)的增强。结果表明:经过1 mol/L稀HCl和质量分数为1.0%硅烷偶联剂KH-570先后处理的玻璃纤维,所制得的BMC抗弯强度为65.87MPa,高于单一改性玻璃纤维制得的BMC的强度。傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)和力学性能的分析表明:随着稀HCl浓度的增加,玻璃纤维的表面受刻蚀程度增加,表面积增大,—OH基团数量增多,有利于硅烷偶联剂KH-570与玻璃纤维表面结合产生更多的R—Si—O—基团,进而改善玻璃纤维与树脂的结合,提高BMC材料的抗弯强度。     

硬脂酸钠改性纳米氢氧化镁效果研究

主要研究了采用硬脂酸钠对纳米氢氧化镁进行湿法表面改性的工艺过程,通过改性前后粉体的BET、沉降速度、吸油值和黏度等表面物化性能来评价纳米氢氧化镁的改性效果,同时将改性前后的粉体应用到软质PVC体系中,测定该体系的阻燃性能和机械力学性能。实验结果表明:改性后的纳米氢氧化镁粉体表面性质发生了明显变化,比表面积增大,亲油性和在有机相中的分散性明显提高;增强了与PVC之间的亲和力,改善了体系的阻燃性能和机械力学性能.     

不同改性方法对竹塑复合材料拉伸性能的影响

研究了纳米碳酸钙浸渍改性对单根竹纤维表面碳酸钙附着情况、拉伸性能以及竹纤维/聚丙烯复合材料拉伸性能的影响,并将改性效果与纳米碳酸钙原位沉积改性进行对比。结果表明,纳米碳酸钙浸渍改性可以使碳酸钙颗粒均匀填充竹纤维表面微孔、褶皱等缺陷部位,附着的碳酸钙颗粒粒径均匀,分散性较好,附着量达到21.39%。经浸渍改性的单根竹纤维力学性能有所提高,拉伸强度、弹性模量、断裂伸长率分别提高了15.98%、22.15%和5.21%,但提高幅度低于原位沉积改性。分别将纳米碳酸钙浸渍、原位沉积改性竹纤维与聚丙烯薄膜制成竹塑复合材料,通过断面形貌观察发现两种改性方法均可改善竹纤维与聚丙烯的界面结合性能,复合材料拉伸性能相应提高,浸渍改性使复合材料拉伸强度和弹性模量分别提高了6.95%和15.80%,原位沉积改性分别提高18.68%和25.41%。虽然浸渍改性效果低于原位沉积改性,但工艺更简单。     

改性石膏晶须对HDPE复合材料力学性能的影响

将改性磷石膏晶须与高密度聚乙烯(High density polyethylene,HDPE)进行共混,通过注塑成型技术制备HDPE/磷石膏晶须复合材料,采用傅立叶转换红外光谱(FI-IR)、扫描电镜(SEM)、热分析(DSC)等技术,分析改性磷石膏晶须对HDPE复合材料力学性能的影响。结果表明:改性后HDPE/磷石膏晶须复合材料的冲击强度、拉伸强度和弯曲强度分别为44.33 k J/m2、25.54 MPa和473.5 MPa,与纯HDPE相比,相应提高了31.5%、6.64%和25.15%;与未改性HDPE/磷石膏晶须复合材料相比,冲击强度提高69.13%,拉伸强度与弯曲强度分别降低1.28%和9.65%。故改性后HDPE/磷石膏晶须的综合性能较好。     

纳米填料对软质PVC的导电改性及增韧

介绍采用纳米无机物对软质PVC共混改性的方法:在纳米炭黑细化表面处理工艺中,通过软质PVC上的高活性端基与纳米炭黑上含有的大量羧基、羟基间的有效的接枝反应,使导电复合材料的电学和力学综合性能得到改善.     

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。     

沉淀白炭黑的表面改性及其填充ABS复合材料的性能

采用硼酸酯偶联剂干法改性沉淀白炭黑,并将此改性沉淀白炭黑(SiO2-EB)填充于丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物中制备复合材料(SiO2-EB/ABS).运用FE-SEM观察到经过硼酸酯处理的沉淀白炭黑的分散性较改性前的明显改善,即单个颗粒间黏结团聚明显降低.通过FT-IR和TGA手段证实在沉淀白炭黑表面存在部分偶联的硼酸酯分子.通过对复合材料力学性能和热性能的测试表明,改性沉淀白炭黑在ABS塑料中最佳填充范围在7.5%～10.0%,其中填充10.0%时复合材料的拉伸强度和冲击强度比未改性的填充复合物分别提高了18.1%和40.2%.随着改性沉淀白炭黑的填充以及填充量的增加(5.0%、7.5%、10.0%、20.0%),所得复合材料的分解温度由纯ABS的410.3℃逐渐提高到416.6℃(改性沉淀白炭黑填充量达10.0%),材料耐热性能有所增强.对于复合材料拉伸断面的表观形貌,FE-SEM观察结果显示改性沉淀白炭黑在ABS复合材料中分散性能良好,填充量达到20.0%时仍然无明显团聚,且与ABS基材界面相容性良好.     

纳米乳液改性纳米CaCO3/PVC复合材料的结构和性能研究

研究了纳米聚丙烯酸酯微乳液改性纳米CaCO3在聚氯乙烯(PVC)基体中的分散性,以及添加了改性纳米CaCO3的PVC复合材料的力学性能.结果表明,改性后纳米CaCO3的表面性质由疏油性变为亲油性;改性后纳米CaCO3在PVC基体中均匀分散,并且与PVC基体结合良好;添加改性纳米CaCO3的PVC的冲击强度和拉伸强度明显优于添加未改性纳米CaCO3的PVC.     

不同改性方法及助剂对PBS/杨木粉复合材料力学性能的影响

采用不同的方法处理杨木粉,并对聚丁二酸丁二醇酯(PBS)进行共混改性,采用熔融法制备了PBS/杨木粉复合材料,研究了木粉含量以及碱化处理对复合材料力学性能的影响;研究了增容剂和邻苯二甲酸酐含量对复合材料力学性能的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)观察了复合材料冲击断面的表面形貌.研究结果表明:碱化处理有利于力学性能的提高,邻苯二甲酸酐质量分数达到30%时,冲击性能达到最大,增容剂质量分数为2%时,复合材料的力学性能最佳.     

改性滑石粉增强增韧聚丙烯研究

以柠檬酸为改性剂对滑石粉进行表面改性,将改性滑石粉与聚丙烯(PP)采用熔融共混方法制备出系列改性滑石粉/PP复合材料;通过红外吸收光谱、扫描电镜和冲击、拉伸性能实验等方法研究改性滑石粉对复合材料的内部微观形貌、力学性能以及流动性能的影响规律,结果表明:滑石粉经柠檬酸改性后能够明显改善与PP的相容性,促进滑石粉颗粒在PP基体中的均匀分散,从而实现复合材料的加工流动性能和冲击韧性、拉伸强度等力学性能的全面提高,同时增强增韧聚丙烯的作用。     

纳米氢氧化镁阻燃剂的制备工艺

本文主要研究了湿法纳米氢氧化镁阻燃剂的制备工艺过程,对制得纳米氢氧化镁阻燃剂进行测试,并将粉体添加到软质PVC体系中测定该体系的活化数、氧指数、拉伸强度和断裂伸长率等.通过单因素优选法和正交试验法分析,结果表明,最佳的工艺条件:聚乙二醇(PEG)为分散剂,硬脂酸为改性剂,分散剂的用量为2.5%,改性时间为90min,改性温度为70℃,改性剂用量为5%(质量分数);添加了纳米氢氧化镁阻燃剂粉体的软质PVC体系的阻燃性能有了显著提高,同时减少了氢氧化镁添加剂的用量和降低了对体系机械力学性能的影响.     

表面处理剂对硫酸钙晶须/聚丙烯复合材料的增韧(Ⅰ)

用两种表面处理剂对硫酸钙晶须进行改性,并将其添加到聚丙烯(PP)中制备出了硫酸钙晶须/PP复合材料,对该复合材料的力学性能进行了测试.结果发现:将硫酸钙晶须引入聚丙烯体系后,聚丙烯的冲击强度有显著提高;采用钛酸酯NDZ-401对硫酸钙晶须进行改性时,当晶须的质量分数为10%时,体系的冲击强度能提高85%以上.用扫描电镜(SEM)对复合材料的冲击断面形貌和硫酸钙晶须在基体中的分散性进行了观察.结果表明:表面处理能够促进硫酸钙晶须在基体中的均匀分散,很大程度上提高复合材料的冲击强度,改善材料的韧性.表面处理剂对PP/硫酸钙晶须复合体系起到了一定的增韧作用.