氯化聚乙烯和双[(2-羟基-3-环己基-5-甲基)-苯基]甲烷混杂材料的粘弹性能分析

主要研究了极性高聚物氯化聚乙烯和有机小分子双[(2-羟基-3-环已基-5-甲基)-苯基]甲烷(ZKF)混杂体系的粘弹性能。通过DMA分析,发现ZKF的加入使CPE/ZKF混杂材料的玻璃化转变温度升高,产生明显的抗增塑效果,同时阻尼因子tanδ值也随之增大。通过FTIR分析,发现CPE/ZKF混杂材料中ZKF和CPE之间存在氢键作用,并且随着ZKF加入比例的提高,ZKF和CPE之间的氢键作用量呈加强趋势。ZKF和CPE之间的氢键作用增强了CPE大分子之间的作用力,一方面使CPE/ZKF混杂材料的玻璃化转变温度提高,另一方面,CPE/ZKF混杂材料在玻璃化转变时所耗散的能量增加,提高了阻尼因子tanδ。通过DSC测试,发现CPE/ZKF混杂材料中CPE和ZKF具有良好的相容性,另外,通过DSC测定的Tg与DMA结果有相似的趋势,也验证了抗增塑作用的存在。通过合理控制CPE和ZKF之间的氢键作用来调整CPE/ZKF混杂材料的tanδ和Tg,为进一步开发此类高性能减振材料提供了新的思路。     

PVC／PU共混物的动态力学性能和热稳定性研究

以邻幕二甲酸二辛酯（DOP）为增塑剂来增塑聚氯乙烯（PVC），采用熔融共混法制备了聚氯乙烯（PVC）和聚氨醋（PU）共混物。并利用动态力学分析（DMA）和热失重分析（TGA）研究了共混物的相容性、动态力学性能和热稳定性。DMA结果表明，随着PVC／DOP共混物中DOP含量增加，玻璃化转变温度Tg向低温偏移，且tanδ峰值逐渐增大。加入PU后，tanδ-T曲线都只存在一个峰，说明两者有较好的相容性。TGA结果显示，（PVC＋DOP）／PU混合材料中PU的加入降低了共混物的热失重速率，改善了材料的热稳定性。     

废胶粉／丁基橡胶／受阻酚混杂体阻尼性能的研究

采用合适的混合工艺条件制得有一定使用性能的废胶粉／丁基橡胶／AO-60共混阻尼材料，当废胶粉／丁基橡胶／AO-60共混比为60：40：25时，材料阻尼性能最好，阻尼损耗因子最高为0．63；随着AO-60含量的逐步增加．混杂体阻尼性能显著提高；在同一配比下的废胶粉／丁基橡胶／AO～60，加入经淬火处理的AO-60混杂体阻尼材料比加入未经淬火处理的AO-60混杂体阻尼材料的阻尼损耗因子低。     

受阻酚杂化体系的氢键强度和数量与阻尼性能的关联

考察了含3个受阻酚羟基的1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基)丁烷(CA)与多种丙烯酸树脂共混物的玻璃化转变温度(Tg)和阻尼性能。CA的分子内自聚氢键强度远小于同聚丙烯酸酯的分子间氢键强度,小分子在聚合物中具有良好的分散稳定性。对于聚合物中含有甲氧基的杂化体系而言,除了羰基与酚羟基的氢键作用,还可能存在甲氧基与酚羟基之间的氢键作用,因此氢键数量较多。动态机械分析测试(DMA)表明,杂化体系的阻尼性能随CA质量分数的增加而提高,并且随着聚合物基体中甲氧基数目比例的提高,阻尼增效逐渐增强,其中聚丙烯酸甲氧基乙酯杂化体系(POEA/CA)具有最优异的阻尼性能。这些结果说明对于同一种小分子而言,小分子与聚合物之间实际形成的氢键数量越多,小分子对聚合物的阻尼增效越强。     

单苯基硅橡胶的合成与性能表征

采用阴离子开环聚合的方法,由含二甲基硅氧链节的环状甲基苯基硅氧烷、八甲基环四硅氧烷(D4)和四甲基四乙烯基环四硅氧烷(DV4i)在碱性催化剂KOH的作用下,合成出了3种苯基含量不同的硅橡胶,并通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振(NMR)、差示扫描量热法(DSC)和动态热机械分析法(DMA)对其结构和性能进行了表征。结果表明,低苯含量的苯基硅橡胶(PVMQ)和甲基乙烯基硅橡胶(MVQ)都为结晶性硅橡胶,而中苯含量的PVMQ为非结晶性硅橡胶;随着苯基含量的增大,苯基硅橡胶的拉伸强度逐渐增强,玻璃化转变温度(Tg)逐渐升高,耗损因子tanδ逐渐变大。     

聚丙烯酸酯/聚硅氧烷的分子设计与阻尼性能研究

以含乙烯基大分子硅单体与丙烯酸酯共聚,成功地制得了具有接枝结构的丙烯酸酯共聚乳液.该接枝共聚物的阻尼温域可跨越100 ℃,力学损耗因子(tan δ)最高可达到2.0.系统研究了大分子硅单体的用量、引发剂用量、乳化剂用量和丙烯酸酯单体的种类对共聚反应动力学的影响,并用动态力学谱表征了一系列共聚物的玻璃化转变.结果表明:甲基丙烯酸甲酯的引入对聚合转化率及稳定性有很大的影响;大分子硅单体的加入大大改善了丙烯酸酯共聚物的低温阻尼性能,而引发剂用量对共聚物的阻尼性能影响较小.     

氢化丁腈橡胶/受阻酚阻尼复合材料的制备与结构

将受阻酚AO-80加入氢化丁腈橡胶(HNBR)中,成功制备了氢化丁腈橡胶/受阻酚阻尼复合材料。利用差示扫描量热分析(DSC)、X射线衍射分析(XRD)、动态力学分析(DMA)、扫描电子显微镜(SEM)等测试手段对该复合材料进行了表征。测试结果表明:随着AO-80含量的增加,复合材料的阻尼因子逐渐增大,峰值对应温度逐渐移动至室温附近;在氢化丁腈橡胶(HNBR)内部,AO-80以无定形微球颗粒和无定形聚集体两种形式存在,以这两种形式存在的AO-80均可以利用氢键作用提高HNBR的阻尼性能。     

氢键对P(MMA—co—MAAM)共聚物T_g的影响

通过分子设计,选择具有质子供体(H—N)和质子受体(C=O)的甲基丙烯酰胺(MAAM)与甲基丙烯酸甲酯(MMA)为共聚单体,合成了不同单体配比的甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酰胺共聚物(P(MMA—co—MAAM)).利用傅里叶红外光谱仪、示差扫描量热分析和流变仪表征其化学结构、玻璃转变行为和溶液流变特性.结果表明,P(MMA—co—MAAM)为无规共聚物,分子内存在强的氢键相互作用.随着MAAM单体的引入,P(MMA—co—MAAM)共聚物的玻璃化温度(Tg)呈现先升高后降低的趋势,明显高于PMMA和PMAAM的加和值.共聚物溶液表现出剪切增稠的流变行为.     

麦秸与塑料复合间的热反应分析

运用差示扫描量热法(DSC)测定和分析了乙烯-醋酸乙烯(EVA)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)塑料与麦秸之间的热反应特征.结果表明:麦秸与乙烯-醋酸乙烯树脂复合后的人造板DSC曲线中出现了两个吸热峰,其熔点与乙烯-醋酸乙烯树脂的熔点有差别.分析玻璃化转变温度(Tg)时发现:麦秸与乙烯-醋酸乙烯树脂复合后的人造板在DSC曲线中的Tg已很难确定,而乙烯-醋酸乙烯树脂的Tg温度范围比较明显,为33.4～50.5 ℃.麦秸与聚乙烯树脂复合后的人造板在DSC曲线中出现的熔点与聚乙烯树脂的熔点有所差别.同样以吸热峰的顶点为熔点,则前者的熔点约为131.5 ℃,后者的熔点约132.9 ℃.通过积分可知,前者的吸热量为后者的93.3%.聚氯乙烯树脂的Tg接近70℃,而在麦秸与聚氯乙烯树脂(PVC)复合后的Tg很难确定.此外,两种材料的熔点也有较大差别.聚氯乙烯树脂在DSC曲线中,出现一个吸热峰,熔点约为86.0℃;而麦秸与聚氯乙烯树脂复合后的人造板的吸热峰有两个,熔点明显不同.应用熔点和玻璃化转变温度这两项高分子材料的重要指标对麦秸与EVA、PE、PVC之间的热反应特征进行分析,可以了解它们之间的反应状况.     

C／ZnAl—22锌基复合材料阻尼性能

研究C／ZnAl-22短碳纤维锌基复合材料，随纤维加入量及环境温度变化与阻尼性能之间的关系，发现碳纤维加入量为24％Vf时，其阻尼性能是ZnAl-22合金的2．4倍并且随环境温度的升高，阻尼性能提高。     

聚酰亚胺/凹凸棒土纳米复合物制备与表征

通过溶液聚合法，以聚酰胺酸（聚酰亚胺前聚体）和凹凸棒土合成制备酰亚胺／凹凸棒土纳米复合物．其结构和性质通过动态力学分析仪（DMA），热失重分析仪（TG），透射电镜（TEM）测定，结果表明，在凹凸棒土含量为3％时，在聚酰亚胺基体中，其分散性较好，而在含量为7％时，凹凸棒土出现部分团聚现象．在使用温度超过330℃时，加入凹凸棒土的纳米复合物的储能模量（E′）下降较慢，玻璃化转变温度Tg和热分解温度均增加15～30℃．     

交联型聚氨酯阻尼材料性能研究

采用两步法合成了一系列聚醚型聚氨酯,其中异氰酸酯和聚醚多元醇当量比为1.6～2.3.利用动态热机械分析仪(Dynamic Thermomechanical Analysis,DMA)测试其动态力学性能,研究了异氰酸酯官能度、聚醚多元醇官能度以及扩链剂官能度对聚氨酯材料阻尼性能的影响.结果表明,引入多官能度异氰酸酯能改变聚氨酯材料的tA(tanδArea),多官能度异氰酸酯(PAPI)取代双官能度异氰酸酯(TDI),T_g处损耗因子存在最高值,且tA随PAPI取代越多逐步降低.增加PAPI和扩链剂1,4-丁二醇,T_g处损耗因子整体呈下降趋势,tA存在最大值,且损耗因子最高为1.36(10 Hz).提高聚醚多元醇的平均官能度可以有效改善聚氨酯材料的阻尼性能,M_n=3000D的聚氧化丙烯三醇(GP330)和M_n=2000D的聚氧化丙烯二醇(PPG2000)摩尔比为1:1时,损耗因子(T=T_g)最高;添加丙三醇会降低材料损耗因子(T=T_g).损耗模量随GP330增加而增加,随丙三醇增加而增加(TT_g).     

混合扩链剂对聚氨酯弹性体氢键和阻尼性能的影响

针对纯3,3′-二氯-4,4′-二氨基二苯甲烷（MOCA）扩链制备的2,4-甲苯二异氰酸酯（TDI）型聚氨酯（PU）弹性体阻尼性能欠佳的问题,采用MOCA/聚四氢呋喃醚二醇（PTMG）混合扩链剂,通过预聚体法制备不同扩链剂比例的PTMG-TDI型PU弹性体. 分别采用FTIR、DSC、DMA测试发现：随着混合扩链剂中PTMG1000（Mn为1 000）比例增加,PU的氢键化指数降低,软硬段的微观相分离程度下降,硬段微晶的熔融温度和熔融焓随之减小,损耗因子增大. 当MOCA与PTMG1000的摩尔比为85 15时,PU硬度为85 A,拉伸强度、撕裂强度分别为33.1 MPa和70.5 kN/m,与纯MOCA制备的PU相比,硬度下降5 A,力学强度保持在较高值,损耗因子tan δ增加,制备的金属轮毂/PU复合滚轮达到耐久性检测标准,运行噪声降低3 dB.     

固化剂对环氧沥青力学性能和相态结构的影响研究

采用基质沥青、增容剂、复配的羧酸固化剂和环氧树脂共混制备了热固性环氧沥青材料,通过力学性能测试、DMA、荧光显微镜及SEM照片分析研究了复配固化剂对环氧沥青固化体系力学性能和相态结构的影响.结果表明,在癸二酸中复配8g甲基四氢苯酐(MeTHPA)和改性桐油酸酐(TOA),拉伸强度由1.94MPa增加至2.36MPa和2.26MPa,25℃时针入度由31.8降低为10.1和16.0,Tg由25℃增加至54℃和41℃,tanδ>0.3的温度区间更宽,说明复配固化剂可以与环氧树脂形成交联密度更高、刚性更强的网络结构,更有效的提高环氧沥青的拉伸强度和高温阻尼特征;沥青在环氧树脂中的分散粒径和分布间距变得不均匀,但固化体系仍为沥青为分散相、环氧树脂为连续相的海岛状两相结构.     

紫外光辐照对聚苯硫醚／纳米氧化钛复合材料的影响

采用FTIR、DSC、DMA对不同紫外光辐照时间的聚苯硫醚／纳米氧化钛复合材料的性能进行研究。随着纳米氧化钛含量的增加，材料的结晶度和贮能模量增加。纳米氧化钛的加入抑制了因紫外光引发造成的聚苯硫醚分子链的降解。紫外光辐照后，聚苯硫醚／6％纳米氧化钛复合材料的结晶度明显降低。     

功能单体对苯乙烯-丙烯酸丁酯乳液共聚物黏弹性能的调控作用

在苯乙烯-丙烯酸丁酯乳液聚合中,加入少量功能单体甲基丙烯酸(MAA)和甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)(两者的质量分数小于6.0%)参与共聚,采用差示扫描量热仪(DSC)、动态机械分析仪(DMA)以及旋转流变仪对聚合物的黏弹行为进行研究,并分析了聚合物黏弹行为变化的机理。结果表明:随着功能单体用量增加,聚合物的玻璃化温度、储能模量、黏度等整体呈上升趋势,当m(MAA)∶m(HEMA)为0.5∶4.1以及1.2∶2.5时,黏弹行为变化显著。凝胶渗透色谱(GPC)结果表明,黏弹行为变化的主要因素并非由聚合物相对分子质量及其分布变化引起。通过2组聚合物在乙酸乙酯中的溶解实验,发现了凝胶现象,FT-IR图谱证明此凝胶是由不同类型的氢键作用引起的,这也是导致聚合物黏弹性急剧变化的主要原因。     

甘油增塑淀粉泡沫材料的塑化性能及力学性能

利用双螺杆挤出机制备了甘油含量不同的淀粉泡沫材料,研究了甘油含量对材料的增塑作用及其对力学性能的影响.偏光显微镜(PLM)显示,在热和机械剪切作用下,甘油破坏了淀粉分子的结晶结构,分子结构呈无序排列.红外光谱分析(IR)发现,甘油分子减弱了淀粉分子中的氢键缔合,有效地减小了淀粉分子间作用力;差示扫描量热分析(DSC)研究发现,甘油塑化淀粉的熔融温度比普通淀粉的低.静态压缩实验表明,甘油的加入,降低了淀粉泡沫的压缩强度和杨氏模量.     

NCO含量对潜固化型单组分聚氨酯材料性能的影响

以甲苯二异氰酸酯与聚四氢呋喃多元醇为原料合成了端异氰酸酯预聚物,以Incozol 4为潜固化剂制备了不同异氰酸酯基含量的单组分聚氨酯材料。通过红外光谱分析、动态力学分析、热重和机械强度分析等方法,考察了异氰酸酯基含量对单组分聚氨酯材料性能的影响。结果表明：随着异氰酸酯基含量的升高,单组分聚氨酯材料的阻尼因子峰值不断降低,玻璃化转变温度升高(向高温方向偏移);材料的热分解温度下降且温度范围变宽;材料的拉伸强度、断裂伸长率均升高,而吸水率呈下降趋势。     

Mn掺杂对BaTiO3体系介电性能的影响

采用氧化物混合方法制备以BaTiO3为基础的X7R陶瓷材料。研究了添加剂Mn的添加量对体系介电性能的影响，并对微观结构进行分析。Mn的加入起到了助熔剂的作用，提高陶瓷的介电常数。Mn离子在2＋和3＋之间变价，可以减少缺陷的数量，因而减小tanδ，满足EIAX7R标准的要求。实验表明，添加0．046wt％MnCO3的BaTiO3体系，具有最优的介电性能。其主要工艺条件和性能参数为：烧结温度1240℃保温6h，在1kHz下ε≈5800，tanδ≤1．5％，介电常数温度变化率-15％〈△ε／ε〈15％，绝缘电阻率：ρv≥1×10^12Ω．cm。     

聚醋酸乙烯酯熔体的力学谱

利用液态内耗仪研究了聚醋酸乙烯酯(PVAc)在其玻璃化转变温度（Tg）及其以上温度区域的力学弛豫行为.结果表明：PVAc内耗与温度的关系曲线上存在α和α′ 2个弛豫型内耗峰，α峰与PVAc的玻璃化转变有关，α′峰则对应于一种液/液转变，且两者的弛豫时间均满足Vogel Fulcher Tamman关系；在PVAc熔体内耗与频率的关系曲线上，交叉温度TB≈387 K处的α′峰的弛豫时间、弛豫强度和分布参数均出现了一个转折，这是由于降温过程中TB至Tg之间分子耦合作用显著增强的结果.