偶联剂处理贝壳粉及其在增强聚乙烯中的应用

分别采用硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂对贝壳粉活化处理,并对改性后的贝壳粉的接触角进行表征.通过熔融共混法制备聚乙烯(PE)/贝壳粉复合材料,并进行力学性能测试与表征.研究表明:经过偶联剂处理后的贝壳微粉能显著提高PE的缺口冲击韧性,冲击强度提高17%;钛酸酯偶联剂的处理效果较佳,当贝壳粉质量分数为3%时,缺口冲击强度最大,达到41 kJ/m2.     

碳酸镁晶须的反向沉淀法制备及其阻燃性能

【目的】制备碳酸镁晶须并研究其作为填充物时对复合材料阻燃和力学性能的影响。【方法】以镁盐和碳酸钠为原料,采用反向沉淀法制备碳酸镁晶须,并考察镁盐(MgSO_4·7H_2O、Mg(NO_3)_2·6H_2O、MgCl_2·6H_2O等)、反应时间、滴液速度、表面活性剂[十二烷基硫酸钠(SDS)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、壬基酚聚氧乙烯醚(OP-10)]等因素对碳酸镁晶须形貌的影响;同时研究经钛酸酯偶联剂NDZ-311改性后的碳酸镁晶须对高密度聚乙烯(HDPE)材料的阻燃性能和力学性能的影响。【结果】所制备的碳酸镁晶须形貌为棒状,以MgSO_4·7H_2O与Na_2CO_3反应30min,硫酸镁溶液滴加速率为3.5mL·min~(-1)时所制备的碳酸镁晶须长径比最大;表面活性剂可显著提高其长径比。经钛酸酯偶联剂NDZ-311改性后的碳酸镁晶须可明显提高HDPE的阻燃性能和拉伸强度,当其添加量为高密度聚乙烯的40wt%时,复合材料的拉伸强度提高一倍。【结论】采用反向沉淀法可制备棒状碳酸镁晶须,该晶须对HDPE具有良好的阻燃和增强性能。     

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。     

钛酸酯偶联剂在木粉/PP复合材料中的应用

以钛酸酯为偶联剂,PP为基体,通过熔融共混法制备了木粉/PP复合材料。研究了偶联剂含量变化对复合材料力学性能及流动性能的影响,采用扫描电镜(SEM)观察了复合体系的冲击断面形貌。结果表明:当偶联剂含量为2%时,35%木粉/PP复合材料体系的拉伸强度和弯曲强度达到最大值,SEM照片表明偶联剂的加入改善了木粉与PP基体的界面结合,但由于木粉团聚,导致复合材料缺口冲击强度下降。偶联剂的加入改善了木粉/PP复合材料的加工流动性。     

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.     

碳酸钙晶须填充改性聚丙烯的性能研究

作为高分子材料的新型填充剂,碳酸钙晶须具有强度高、价格低廉、热稳定性好等优点,将其填充于高分子材料中,不仅能保留高分子材料的主要特性,还能通过晶须的增强、增韧等优势改善材料的性能,降低材料的成本。采用NDZ-102钛酸酯偶联剂对碳酸钙晶须进行表面处理,然后将处理后的碳酸钙晶须填充到聚丙烯中,分别研究了NDZ-102钛酸酯偶联剂的用量以及碳酸钙晶须的填充量对复合材料的力学性能的影响。结果表明:在NDZ-102钛酸酯偶联剂用量为1.25%,碳酸钙晶须的填充量为10%时,复合材料表现出了良好的力学性能,拉伸应力和弯曲应力分别为20.1和37.4 MPa。     

纳米Al(OH)3干法表面改性及其在EVA中的应用

研究了钛酸酯偶联剂T对纳米Al(OH)₃的干法改性工艺，确定了偶联剂最佳质量分数0.5%、改性时间25min、改性温度100～110℃。采用红外光谱、TEM等检测手段对改性结果进行表征，改性后无机粉体表面包覆有机基团，吸油值减小，团聚减弱，比表面积增加。改性Al(OH)₃在乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)中具有良好的分散性，阻燃效能提高，并保持了材料的力学性能。     

绢云母质二维纳米薄片材料机械力化学改性及应用研究

使用搅拌磨湿法机械力化学方法对绢云母质二维纳米薄片材料进行了表面改性.采用钛酸酯偶联剂作为表面改性剂研究了改性剂用量、介质物料比、磨矿浓度、改性时间以及温度和pH值对改性效果的影响,并对最终改性产品填充聚丙烯(PP)后的复合材料进行了性能测试.结果表明,采用机械力化学方法对二维纳米材料进行改性是可行的,填充改性产品PP复合材料具有较强的抗紫外线性能.     

改性煤矸石粉填充SBS的动态力学性能分析

为了研究改性煤矸石粉对热塑性丁苯橡胶(SBS)的动态力学性能影响,采用密炼工艺制备了改性煤矸石粉/SBS复合材料,用RPA8000橡胶加工分析仪对所测胶样进行了不同温度、频率、应变的扫描对比分析；利用扫描电镜(SEM)观察复合材料断面的形貌.研究结果表明:改性煤矸石粉填充SBS能提高材料的弹性模量,尤以百份SBS中添加...     

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CaCO3粉体在聚合物HDPE中分散性和力学性能的研究

为了改善聚合物HDPE的强韧性，利用扫描电子显微镜、微机控制电子万能试验机和液晶式摆锤冲击试验机等研究了表面处理剂、增容剂对HDPE／CaCO3共混材料力学性能的影响。结果表明，用表面处理剂硬脂酸处理的纳米级CaCO3粉体对HDPE相界面粘接作用有一定的改善，纳米CaCO3粉体在基体HDPE中的均匀分散性得到改善；加入增容剂（HDPE—g—MAN）后使得HDPE／纳米CaCO3共混材料力学性能进一步提高，为HDPE／纳米CaCO3复合材料的设计和生产运用提供重要的理论依据。     

水性环氧树脂改性水泥基材料应用于彩色路面的研究

通过水性环氧树脂改性水泥基彩色砂浆,制备一种力学性能优异且经济的彩色路面铺装材料,并通过抗折强度试验、抗压强度试验、粘结强度试验、抗滑性能试验、色彩耐久性试验研究了复合材料的最佳配合比和路用性能,通过扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)试验分析了水性环氧树脂和粉煤灰对水泥水化产物的影响。结果表明：粉煤灰掺量10%,水性环氧树脂掺量10%,改性砂浆力学性能最优;改性砂浆的摆式摩擦系数BPN基本保持在55～80,抗滑性能良好;水性环氧树脂的掺入增加了水泥砂浆的粘结性、耐酸腐蚀性和后期抗折强度,但降低了其抗压强度;适量粉煤灰可以增加水泥砂浆的后期抗折和抗压强度。     

碳酸钠液相改性硅-磷酸钙复合骨水泥研究

以质量分数70%的硅酸三钙(Ca3SiO5,C3S)和30%磷酸氢钙(CaHPO4·2H2O,DCPD)复合得到的DCP30粉体材料为固相,以不同浓度碳酸钠溶液为液相,得到碳酸钠改性骨水泥材料。使用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、万能材料试验机等手段对不同浓度改性材料进行表征。结果显示:添加碳酸钠液相,骨水泥初、终凝时间分别缩短至16和55min;调控碳酸钠液相浓度,可以实现短期抗压强度优化;使用碳酸钠后,固化自发生成羟基磷灰石(HA)。浸泡模拟体液(SBF)7天,材料表面覆盖HA沉积层,生物活性优越。碳酸钠液相改性硅-磷酸钙复合骨水泥体系的水化性能、短期力学性能以及生物活性均优于Ca3SiO5水泥和未改性硅-磷酸钙复合骨水泥,是一种良好的生物活性骨修复材料。     

有机溴/氧化锑体系对PBT、PE类材料阻燃特性研究

通过共混改性，针对聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚乙烯（PE）类聚合物材料，研究了十溴联苯醚／三氧化二匀复合体系的阻燃协同作用及最佳配比，并对不同阻燃要求的添加量进行了试验研究。力学性能试验结果表明，复合型阻燃剂可减少对材料强度的不利影响。为降低材料成本，对十溴联苯醚、三氧化二锑、氢氧化铝三元体系在PE中的阻燃效果进行了进一步探讨，10％的氢氧化铝可替3％的十溴联苯醚／三氧化二锑复合阻燃剂。     

Interface enhancement of glass fiber/unsaturated polyester resin composites with nano-silica treated using silane coupling agent

Nano-silica treated with different kinds of coupling agent(KH550, A-143, A-151) was used to modify the surface condition of glass fiber, and then, the modified glass fiber/ unsaturated polyester resin(UPR) composites materials were prepared. Scanning electron microscopy(SEM), dynamic mechanical analysis(DMA), and impact test were used to characterize the composite materials' structure and properties. The morphology of composite materials shows that the adhesion between nano-silica and glass fiber is improved when silane coupling agent is added in. The DMA and impact test results show that silane coupling agent(especially KH550 and A-151) could effectively improve the composite's mechanical properties. When the dose of KH550 was 0.1%(m ︰m), the storage modulus and impact strength reached the maximum.     

防腐剂预处理玉米秸秆皮/HDPE复合材料 制备及其力学性能研究

将不同防腐剂处理后的玉米秸秆皮(CSF)、高密度聚乙烯(HDPE)塑料和其他添加剂共混,熔融复合后,采用挤出成型制备CSF/HDPE复合材料。考察了玉米秸秆皮添加量、防腐剂种类及其处理浓度对复合材料力学性能的影响,并利用扫描电镜(SEM)和红外光谱(FTIR)对复合材料进行表征。结果表明:经氨溶铜季铵盐(ACQ)处理后,随ACQ浓度增加,复合材料力学性能逐渐降低; 玉米秸秆纤维质量分数为50%、ACQ质量分数为1%时,玉米秸秆皮/HDPE复合材料的力学性能最佳。经硼酸锌(ZB)处理后,随ZB浓度的增加,复合材料拉伸强度逐渐增强; 弯曲强度、弯曲模量、冲击强度均呈现先增大后减小的趋势; 玉米秸秆纤维质量分数为50%、ZB质量分数为2%时,CSF/HDPE复合材料的力学性能最佳。     

氟金云母填充环氧树脂复合材料研究

分别用标准氟金去母和改性氟金云母填充环氧树脂，制得了氟金云母／环氧树脂复合材料，对其力学性能进行了测试，并用扫描电子显微镜对其微观组织和形态进行了观察分析，研究了氟金云母的性质，质量分数同该复合材料力学性能之间的关系，结果表明：改性氟金云母对环氧树脂具有较好的增强作用，当其质量分数为10％时，复合材料的弯曲强度可提高50％，弹性模量可提高100％，标准氟金云母虽然可提高弹性模量，但却使弯曲强度下降。     

杨木木粉/聚乳酸复合材料的制备及其在3D打印上的应用

 以熔融沉积增材制造技术为依据,研究了聚乳酸与杨木木粉熔融复合混合工艺,探索了原料混合比例、挤出条件等,并对挤出的复合材料进行了力学性能和微观性能检测。结果表明,杨木木粉添加量对复合材料有显著性影响,随着木粉添加量的增加,复合材料力学性能降低,当普通杨木粉原料添加量为40%时,弯曲强度降低30.3%,拉伸强度降低26.4%,冲击强度降低82.2%;当特殊杨木粉原料添加量为40%时,弯曲强度降低14.5%,拉伸强度降低22.9%,冲击强度降低72.9%;从材料的流变性能可见,添加杨木木粉后,弹性模量和损耗模量均增加,并且与木粉的添加量呈现正相关;复合材料流体的黏度降低,表明添加木粉后,复合材料的流动性变差,流体阻力增大;应用DSC检测复合材料时发现,复合材料基体的玻璃化转变温度、结晶温度和熔融温度与聚乳酸单体相比没有改变,加入木粉后只改变了熔体的流动性,对熔点没有影响;通过SEM观察,无论原料为何种比例,聚乳酸与木粉结合均比较紧密,混合也很均匀;同时傅里叶变换红外光谱显示,各主要基团没有变化。     

引发剂对硅烷化杨木单板/聚乙烯薄膜 复合材料性能的影响

为分析引发剂对硅烷偶联剂的协同效应,以高密度聚乙烯(HDPE)薄膜为胶黏剂,乙烯基三甲氧基硅烷(A-171)和引发剂过氧化二异丙苯(DCP)为杨木单板的改性剂,制备硅烷化杨木单板/HDPE薄膜复合材料。分别采用力学试验机、动态力学分析仪(DMA)和冷场发射扫描电子显微镜分析引发剂DCP用量(0、0.05%、0.10%、0.15%)对复合材料物理力学性能的影响。结果表明:在引发剂DCP的诱导下,硅烷化杨木单板与HDPE薄膜发生了化学交联反应,形成了优良的胶接结构,硅烷化杨木单板/HDPE薄膜复合材料的力学性能、耐水性能和耐高温破坏性能都显著增强。当引发剂DCP添加量达到0.15%时,复合材料的胶合强度、木破率、静曲强度和弹性模量值分别由1.02 MPa、2%、60.10 MPa、5 102 MPa增加至2.07 MPa、95%、77.20 MPa、6 822 MPa; 吸水率和吸水厚度膨胀率分别由77.80%和5.79%降低至53.75%和4.09%。DMA结果显示,复合材料的耐高温破坏能力随DCP添加量的增加而改善,当DCP用量由0增至0.15%时,复合材料在130 ℃时的储能模量保留率由44.19%提高到88.34%,胶接界面层失效的温度点从147 ℃提高至197 ℃。