偶联剂对稀土荧光竹塑复合材料性能的影响

 为研究马来酸酐接枝聚乙烯（MAPE）、异丙基三(硬脂酰基)钛酸酯（YB-510）、γ-（2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷（KH-560）3种偶联剂对稀土荧光竹塑复合材料发光性能、力学性能和热稳定性的影响,利用荧光分光光度计、电子万能试验机、摆锤冲击仪和热重分析仪对复合材料的荧光性能、力学性能和热稳定性进行了表征,并利用场发射扫描电子显微镜（FESEM）对稀土荧光竹塑复合材料的拉伸断面的微观形貌进行观察。结果表明,3种偶联剂都能改善稀土荧光竹塑复合材料的分散性、流动性、发光性能、弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度和冲击强度;场发射扫描电镜显示,铝酸锶荧光粉在有偶联剂添加的稀土荧光竹塑复合材料的基体中分散均匀、团聚减少、界面黏合作用改善;相比于钛酸酯（YB-510）和KH-560,MAPE对稀土荧光竹塑复合材料的发光性能、力学性能和分散性提高更明显;热失重（TG）曲线和一阶微分（DTG）曲线分析表明,KH-560提高稀土荧光竹塑复合材料的热稳定性,钛酸酯（YB-510）对稀土荧光竹塑复合材料的热稳定性产生不良影响,MAPE对稀土荧光竹塑复合材料的热稳定性的影响不明显。     

碳纤维增强PBT/SEBS复合材料的热力学性能

以碳纤维(CF)为增强体,以聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)/氢化聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SEBS)为复合基体,制备了一系列不同CF质量分数的PBT/SEBS/CF复合材料.研究了CF质量分数对复合材料体系力学、热学以及加工性能的影响.结果表明:CF可以均匀地分散在PBT/SEBS复合基体中,而没有团聚现象发生;随着CF质量分数的提高,复合体系的熔体黏度、储能模量、拉伸强度与模量、弯曲强度与模量、热稳定性均有不同程度的提高,而冲击强度则有一定程度的下降.     

纳米SiO_2/聚己内酯(PCL)/聚丁二酸丁二醇酯-聚己二酸丁二醇酯共聚物(PBSA)复合材料的力学及流变性能

用熔融共混法制备纳米SiO2/聚己内酯(PCL)/聚丁二酸丁二醇酯-聚己二酸丁二醇酯共聚物(PBSA)复合材料,利用红外光谱仪、扫描电镜、万能拉力机及流变分析仪等,研究改性纳米SiO2的加入对复合材料体系的力学及流变性能的影响。研究结果表明:钛酸酯偶联剂与纳米SiO2发生强烈的键合作用,使得纳米SiO2能较好分散在基体中。当SiO2的质量分数为2%时,PCL/PBSA/纳米SiO2复合材料的缺口冲击性能有明显提高,此后随着改性纳米SiO2含量的提高,其断裂伸长率和拉伸强度呈下降趋势;熔融状态下,复合材料体系剪切储能模量(G′)和损耗模量(G″)随着频率的增大呈单增趋势,复合材料体系的黏度随剪切速率的增大而减小,属假塑性流体;少量的改性纳米SiO2可以均匀分散在PCL/PBSA基体树脂中,并能显著提高复合体系的韧性,但当加入量过多时,容易发生团聚现象,并使得冲击强度、断裂伸长率等性能降低。     

无机粒子填充聚合物复合材料的储能模量及其表征

储能模量是衡量聚合物材料刚性及弹性的一个重要指标.文中首先讨论了无机粒子填充聚合物复合材料储能模量的影响因素,并对其进行定量表征;然后应用DuPont动态力学分析仪,在温度-150～100℃下测量了玻璃微珠填充低密度聚乙烯(LDPE/GB)复合材料的动态力学性能;最后应用文中提出的储能模量公式分别估算了LDPE/GB和文献报道的氢氧化铝填充三元乙丙胶(EPDM/AJ(OH)3)于实验条件下的相对储能模量,并与已有的储能模量公式的计算值进行比较.结果表明,文中提出的公式的预测值与实测数据较为吻合.     

偶联剂对HDPE基竹塑复合材料性能的影响

以高密度聚乙烯(HDPE)、竹粉(BF)为原料,马来酸酐接枝聚丙烯(MAH-g-PP)作为偶联剂,通过混炼、平板热压成型制备竹粉/HDPE复合材料,研究了马来酸酐接枝聚丙烯添加量(0、2%、5%、8%)对竹粉/HDPE复合材料吸湿性、吸水性、弯曲强度、拉伸强度以及抗冲击强度等性能的影响。结果表明:MAH-g-PP能显著改善竹粉/HDPE复合材料的吸湿、吸水性能,明显提高复合材料的力学性能; 当MAH-g-PP添加量为5%时,复合材料的吸湿、吸水率最低,静曲强度与弹性模量分别提高68%和30.4%,拉伸强度与抗冲击强度分别增长53.7%和75%; 而当MAH-g-PP添加量为8%时,复合材料的力学性能在一定程度上有所降低。红外光谱(FTIR)分析显示,添加MAH-g-PP后竹粉的游离羟基与马来酸酐之间发生了酯化反应。     

PE分子结构对改性沥青黏弹性能及微观结构的影响

利用动态剪切流变仪、荧光显微镜等手段研究不同结构PE改性沥青的黏弹性能、微观结构、黏温特性等,从聚合物分子结构的角度阐述改性沥青性能的差别及原因。结果表明:改性沥青在相同温度下的储存模量G'和损失模量G″由大到小顺序为HDPE、LDPE、VPE,储存模量G'随温度降低幅度大小顺序为VPE、LDPE、HDPE;相同温度下沥青质含量较低的ZH沥青的储存模量G'小于QHD沥青的;PE以不规则颗粒分散在沥青相中,LDPE分散最均匀,粒子为球状且直径约为20μm;HDPE的粒子形状不规则且粒径多数大于100μm;PE改性沥青微观结构及黏弹力学性能的差别是由于PE分子间距、分子柔顺性及结晶度的差异造成的;HDPE对沥青的黏弹力学性能和高温性能的提高效果最明显,HDPE合适的掺加量为4%~5%。     

PET/蒙脱土复合材料的增韧研究

以聚对苯二甲酸乙二酯(PET)/蒙脱土(MMT)复合体系为基料,采用聚乙烯接枝马来酸酐(PE-g-MAH)、马来酸酐接枝聚乙烯辛烯弹性体(POE-g-MAH)以及聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)作为增韧剂,利用双螺杆挤出机进行熔融共混,研究了不同增韧剂对复合体系的力学性能、相容性和熔融结晶行为的影响。实验结果表明:加入增韧剂对PET/MMT复合体系具有良好的增韧效果,当POE-g-MAH加入量为30%时,缺口冲击强度为未加增韧剂时的2.4倍;红外表征显示,增韧改性可提高PET/MMT的相容性;XRD测试表明,增韧剂对PET/MMT复合材料的晶体结构没有影响,通过熔融增韧可提高其力学性能和加工性能;DSC结果显示,增韧剂的加入可使PET/MMT共混物的冷结晶温度降低;SEM结果表明,加入增韧剂可使界面之间的结合力变大,有效提高了PET/MMT共混体系的相容性。     

纳米TiO_2/低密度聚乙烯复合体系的流变性

湿法球磨条件下对TiO2粒子表面处理,经HAAKE流变仪测试纳米粒子TiO2/低密度聚乙烯(LDPE)复合材料的流变性,红外光谱(IR)和扫描电镜(SEM)结果表明:通过球磨法可以获得纳米TiO2粉体,且铝酸酯偶联剂被成功引入到纳米粒子表面。当表面未经处理的纳米TiO2质量分数w=3%时,复合体系流动性变差,而经过表面处理的纳米TiO2明显改善纳米TiO2/LDPE复合材料体系的加工流变性。     

皮层对皮-芯结构木塑复合材料性能的影响

【目的】研究在两种不同芯层材料的复合体系下,增强材料含量与皮层厚度对共挤出(皮-芯结构)木塑复合材料弯曲与热膨胀性能的影响。【方法】以共挤出技术为加工工艺,选取短玻璃纤维(SGF)为皮层的增强材料,制备共挤出型(皮-芯结构)木塑复合材料(WPC)。分析了在芯层1与芯层2两种复合体系下,不同皮层厚度(1.0、1.2及1.6 mm )和皮层填料含量(0%、10%、20%、30%和40%)对共挤出型皮-芯结构WPC的弯曲性能和热膨胀性能的影响。【结果】当表面为纯的高密度聚乙烯(HDPE)时,在芯层1和芯层2两个复合体系中,皮层越厚则复合材料的热膨胀系数(LTEC)越高,其热膨胀性能越差; 当SGF的加入量恒定时,其LTEC随着皮层厚度的增加而降低。当皮层的弯曲模量比芯层低时,共挤出木塑复合材料的弯曲模量随着皮层厚度的升高逐渐降低; 当芯层的弯曲模量比皮层低时,共挤出木塑复合材料的弯曲模量随皮层厚度的升高而升高。皮层为SGF/HDPE材料时,在芯层1和芯层2两个复合体系中,随着皮层SGF的含量从0%增加到40%时,其弯曲性能显著性提高,LTEC显著降低。当皮层的 LTEC 值比芯层大时,皮层厚度的降低可以降低共挤出木塑复合材料的LTEC; 当皮层的 LTEC 值小于芯层时,共挤出木塑复合材料的 LTEC 随皮层厚度的增加而减少。【结论】通过改性芯层可以提高皮-芯结构木塑复合材料的整体性能,其增强趋势与表层的增强趋势相似。     

凝胶纺壳聚糖分散碳纳米管/聚丙烯腈纤维的研究

多壁碳纳米管(MWNTs)通过壳聚糖衍生物处理后与超高分子量聚丙烯腈进行复合,将得到的复合材料通过凝胶纺丝法制备出不同复合比例的MWNTs/聚丙烯腈纤维.将不同纺丝方法以及不同比例MWNTs对拉伸强度、模量、取向度、结晶结构的影响进行比较研究,同时通过电镜观察MWNTs的分散状况.结果表明:相比于湿法纺丝,通过凝胶纺丝法制备的复合纤维,MWNTs取向更好,分散更为均匀,纤维拉伸强度、模量都得到显著提高.对比未加MWNTs的对照样,在这个体系中加入质量分数为0.5%的MWNTs复合时,拉伸强度提高37%,弹性模量提高11.68%,并且声速取向度维持在相当高的水平(92.5%).     

竹龄对生物质风电叶片复合材料性能的影响

利用动态热机械分析仪检测3～7 a竹龄毛竹的常温存储模量值,用于确定最佳的风电叶片复合材料增强相,再按不同竹龄将毛竹制成竹青层积材,利用INSTRON 5582万能力学试验机对竹青层积材分别进行检测.试验结果表明,随着毛竹竹龄的增加,毛竹竹青试件的常温存储模量值也相应增加,即在常温条件下,毛竹竹青的刚性随毛竹竹龄的增加...     

毛竹材的动态热机械性能分析

采用动态热机械分析(DMTA)测试毛竹材的储能模量(E')和损耗模量(E″),分析在不同初含水率、笔壁径向部位、竹龄及距毛竹基部高度下毛竹材的储能模量和损耗模量及玻璃化转变温度(Tg)。结果表明:①毛竹材储能模量随着温度的升高呈逐渐减小的趋势,损耗模量随着温度的变化出现两个峰,当温度达到玻璃化转变温度时达到第1个峰值。②储能模量和损耗模量受初含水率的影响较大,随着含水率的增加呈相对减小的趋势; 在竹壁径向上,储能模量和损耗模量由内而外依次增大; 在同一温度下,毛竹材的储能模量和损耗模量具有随毛竹高度的增加而降低的趋势; 不同竹龄毛竹材的储能模量和损耗模量略有差别,基本上随竹龄的增大而增大。③毛竹材Tg随含水率的增加而降低,在绝干状态时Tg为217～223 ℃; 含水率为15%到饱水状态时,Tg在113～134 ℃之间; 沿竹壁径向的竹青、竹肉和竹黄的Tg略有差别,30%含水率时的Tg在123～135 ℃之间; 不同竹龄毛竹材的Tg并无较大差异,在120～123 ℃之间; 不同高度的毛竹材Tg也无显著差异,在123～126 ℃之间。研究表明,在毛竹材的实际生产中可通过增加毛竹材周边温度和含水率以增加其塑性,使竹材的竹龄和高度选择更加宽泛。     

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.     

复合助剂改性泡沫石膏的保温性能研究

以探索制备防火、耐水、保温、便于现场拌制且易于连续铺贴的外墙保温材料为目的,采用石膏为基材,以差皂粉、水泥、引气剂和铝粉膏为复合助剂组分,以导热系数为指标,采用L9(34)正交试验方法,研究了复合助剂对泡沫石膏保温性能的影响。结果表明:复合助剂能有效地降低石膏的导热系数,提高其保温性能,在选定的因素水平范围内,复合助剂改性泡沫石膏的导热系数分布在0.088~0.129 W/(K·m),保温性能良好;当复合助剂的组成为水泥掺量30%,差皂粉掺量0.35%,引气剂掺量50%,铝粉膏掺量1/1 300时,泡沫石膏的导热系数仅为0.088 W/(K·m),保温性能最好。     

利用废旧聚乙烯、粉煤灰等制备木塑复合材料的研究

利用废旧聚乙烯、粉煤灰和木粉为主要原料,并添加了一定量的加工助剂,经热压、模压成型等塑料加工工艺,制备了一种新型塑木复合材料.研究了木粉、偶联剂、活性钙和粉煤灰等用量对该塑木复合材料的力学性能的影响.研究结果表明,塑木复合材料的弯曲性能随着木粉和粉煤灰用量的增加而提高,当木粉和粉煤灰的用量分别为30份和10份时,材料的弯曲强度分别提高了89%和5.1%;同时,适量偶联剂和活性钙的使用,使得该塑木复合材料的力学性能得到了提高.     

竹屑粉酚醛树脂复合材料及其力学性能

用热模成型的方法制备竹屑粉酚醛树脂(PF)基复合材料,并对其力学性能特点进行了研究。结果表明:竹屑粉/PF复合材料中的竹屑粉含量和粒度对性能有明显的影响,控制竹屑粉的粒度和分散度能使竹屑粉/PF复合材料取得较好的性能。     

MgCl2·6H2O/MgSO4·7H2O复合相变体系的储热性能研究

水合盐相变储热材料普遍存在的过冷和相分离现象是影响其热稳定性和热储存性能的关键问题.以中低温水合盐相变储热材料MgCl2·6H2O(MCH)为主体材料,MgSO4·7H2O(MSH)为调节剂,采用熔融共混法制备MCH和MSH复合相变储热体系,研究了MSH对复合相变体系的相变焓、相变温度、过冷度及相分离现象的影响.结果表...     

不同胶体对马铃薯淀粉基材料3D打印特性的影响

为了探讨添加不同食品胶体对马铃薯淀粉凝胶3D打印特性的影响规律,研究了3种胶体的马铃薯淀粉凝胶体系结构和打印特性。以马铃薯淀粉和大豆分离蛋白的糖基化产物作为基础原料,添加明胶、结冷胶和可得然胶作为结构改良剂,采用扫描电镜观察、红外光谱分析、流变仪检测等方法系统分析了不同胶体对马铃薯淀粉凝胶的流变特性、稳定性和质构特性等的影响。研究结果表明:与马铃薯淀粉凝胶相比,马铃薯-明胶、马铃薯-结冷胶和马铃薯-可得然胶复合凝胶硬度分别比马铃薯淀粉凝胶升高了390%、233%、469%,说明胶体的添加可有效提高马铃薯淀粉凝胶的机械强度;3种胶体中,马铃薯-明胶复合凝胶体的储能模量、损耗模量降低最为明显;添加胶体后,3D打印样品的打印直径和高度与贮藏后的直径和高度较为接近,说明胶体的加入显著提升了样品的打印稳定性。通过对比3种不同胶体的添加对马铃薯淀粉凝胶打印特性的影响,发现结冷胶对马铃薯淀粉凝胶的打印特性影响显著,在室温下可长时间存放并保持形状的稳定。研究结果旨在为马铃薯淀粉基材料3D打印的稳定性和精确性的提高,为数字化的食品营养精准设计和调控奠定理论基础。