阻燃剂的层状受限分布实现聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯共混物性能同步增强

聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯(PC/PBT)共混物具有高表面硬度、高耐热性和耐化学性,在汽车、建筑、电子电器等领域应用广泛。但PC和PBT在阻燃体系上的差异导致共混物阻燃改性效率较低,阻燃性能较差,难以实现阻燃和力学性能的同步增强。文中采用层叠复合挤出加工制备了PC/PBT交替层状共混物,调控不同阻燃剂在交替层状共混物基体中的层状受限分布,实现了共混物阻燃性能大幅提高的同时力学性能同步增强,成功解决了PC/PBT传统共混物在高阻燃和高强度、高韧性间的矛盾。研究表明,交替层状共混物的拉伸强度和缺口冲击强度分别达到了48.1 MPa和15.8 kJ/m2,相较传统共混物分别提高了139.7%和89.7%,而且其阻燃等级达到了UL-94 V-0(1.5 mm),峰值放热率降低了11.2%。

乳液成型制备二氧化硅/聚四氟乙烯复合薄膜及其性能优化

聚四氟乙烯(PTFE)由于优异的介电性能已成为高频通讯的重要载体,通常将其与无机填料复配以提高其力学性能。但是,受限于PTFE极低的表面能,无机填料与其界面作用极差,难以在传统车削或压延成膜的强应力作用下实现高填充复合薄膜材料的成型。因此文中尝试以尺寸更小,界面可灵活构筑的PTFE乳液为基体、二氧化硅(SiO_(2))为无机填料,通过SiO_(2)表面改性对SiO_(2)/PTFE复合膜材料性能强化,研究无机粒子表面改性对复合材料分散、界面及力学性能等的影响。研究发现,当偶联剂质量分数为5%时,SiO_(2)/PTFE复合薄膜(80μm)力学性能最优,拉伸强度由SiO_(2)改性前的4.35 MPa增加至5.33 MPa、断裂伸长率由38.2%增加至134.0%。为提高PTFE/SiO_(2)界面强度、制备高性能PTFE复合薄膜材料提供了新方法。

温度和疲劳共同作用对溴化丁基橡胶气体阻隔性能的影响

溴化丁基橡胶(BIIR)因其出色的气体阻隔性能成为轮胎内衬层首选材料,但轮胎使用过程中因摩擦生热产生的高温和滚动过程中的屈挠疲劳作用,其性能和使用寿命将会受到很大的影响,因此,探索温度和疲劳作用对BIIR气体阻隔性能的影响具有重要意义。文中对比研究了温度和屈挠疲劳单因素作用以及双因素作用下,BIIR气体阻隔性能的变化情况;通过交联密度测试、动态力学热分析及透射电镜等手段,探寻了BIIR在温度和疲劳双因素作用下其分子交联网络和填料分布情况的变化。结果表明,热老化作用使BIIR交联度增加,气体阻隔性能提高;疲劳作用对其气体阻隔性能的影响也较小;但温度和疲劳共同作用下,BIIR在较高温度下形成的交联网络又经屈挠疲劳的作用,更易发生裂解,并带动填料粒子的“移动”,导致了BIIR橡胶气体阻隔性能的大幅降低。

应用于高密度多层光存储的聚合物基存储介质

飞秒微爆多层光存储是一种新型光存储技术,它通过在介质内部记录多层数据,成倍地扩充了光盘容量极限,有望解决传统光盘容量过低的问题。但由于飞秒微爆多层光存储信息记录过程受到多种材料因素的共同影响,导致长期缺乏介质材料选择的理论依据。文中选择误码率作为光存储性能的关键指标,测试对比了不同光学树脂的光存储性能。采用相关系数量化了材料的力学性质、热性质、光学性质、介电常数和高分子链结构与光存储性能之间的依赖关系,从而揭示出光学树脂的高分子链结构才是影响光存储性能的决定性影响因素。基于此发现,在聚甲基丙烯酸甲酯材料中实现了60层高密度多层光存储信息读写测试,容量密度达到1600 Gbits/cm^(3)。

硼酸锌对PVC力学及阻燃性能的影响

通过ＴＧＡ、极限氧指数测定、ＳＥＭ和力学性能测定研究了ＰＶＣ／硼酸锌体系的热降解行为、阻燃性能和力学性能。研究结果表明，在ＰＶＣ中加入５％经偶联剂和振磨处理的硼酸锌，ＰＶＣ的冲击强度、拉伸强度和极限氧指数均得到了明显提高。ＰＶＣ中加入硼酸锌后，在ＰＶＣ热降解过程中、硼酸锌释放出的结合水能吸收ＰＶＣ放出的氯化氢，生成的氯化锌使ＰＶＣ脱氯化氢的反应活化能降低，反应速度加快，但使ＰＶＣ脱氯化氢后分子链倾向于形成反式多烯链结构，有利交联和炭化反应，使ＰＶＣ热失重明显减少，成炭量增加。硼酸锌可以用作ＰＶＣ的阻燃和抑烟剂。

HDPE/尼龙-6/EAA共混体系反应增容作用的研究

通过Ｂｒａｂｅｎｄｅｒ、ＤＳＣ、ＳＥＭ和力学性能测试研究了在ＨＤＰＥ／尼龙－６共混过程中ＥＡＡ对体系的增容作用、力学性能以及结晶行为的影响。研究结果表明，在反应共混过程中，ＥＡＡ中丙烯酸链段与尼龙－６末端胺基发生了化学反应，就地形成的ＥＡＡ－尼龙－６接枝共聚物对ＨＤＰＥ／尼龙－６体系有增容作用，因而明显减小了相区尺寸，提高了拉伸强度。由于在共混过程中有接枝共聚物形成，明显降低了尼龙－６的结晶。

在高速气流粉碎作用下PVC的力化学降解及形态变化的研究

通过ＧＰＣ、ＦＴ－ＩＲ、ＳＥＭ和力学性能测试，研究了在高速气流作用下聚氯乙烯（ＰＶＣ）的力化学降解反应、颗粒形态和微晶结构变化及其对ＰＶＣ物理、力学性能的影响。实验结果表明，经过高速气流处理ＰＶＣ，分子量将有所降低，晶体结构发生变化，颗粒尺寸和表观密度降低，比表面积增大，加工性能和力学性能得到明显改善。

PVC/MBS/ACR共混体系的研究

通过DSC、DMA及力学性能测试研究了聚氯乙烯(PVC)与丁苯橡胶-甲基丙烯酸甲酯接枝共聚物(MBS)和甲基丙烯酸甲酯-丙酯酸乙酯共浆物(ACR)的共混物的相容性和力学性能。

振磨降解制得的低分子量PVC对PVC增塑作用的研究

通过振磨降解制得了低分子量聚氯乙烯（ＰＶＣ）。通过Ｂｒａｂｅｎｄｅｒ塑化仪和力学性能测试研究了振磨降解制得的低分子量ＰＶＣ对高分子量ＰＶＣ的增塑作用和力学性能的影响，提出了增塑机理。实验结果表明，振磨降解制得的低分子量ＰＶＣ能增塑ＰＶＣ，显著改善ＰＶＣ的加工性能，提高ＰＶＣ的力学性能。

在应力作用下聚氯乙烯降解的研究

本文研究了聚氯乙烯(PVC)在振磨作用下的力化学降解及力化学降解对PVC力学性能的影响。结果表明,PVC的分子量随振磨时间的增加而降低,力化学降解动力学服从方程式(1/P_t—1/P_(in))=Kt+A(P_t:为振磨时间t时的聚合度,P_(in)为初始聚合度)。初始分子量高的PVC在降解的初始阶段(0～15h)有规断链为主;初始分子量较低的PVC在降解的初级阶段(0～20h)以无规断链为主。经适当降解的PVC的屈服强度和断裂强度均高于相应未降解PVC的强度。

聚丙烯/丁基橡胶共混体系的研究

本文研究了丁基橡胶(IIR)对等规聚丙烯(IPP)结晶行为的影响以及IPP/IIR共混物的形态与性能的关系。IIR对IPP的熔点、结晶度、结晶温度均无明显影响,但能抑制IPP球晶的增长,少量IIR是IPP的有效成核剂。IIR用量超过30份时,共混物的抗冲击强度迅速增加,但其抗张强度随IIR用量的增加而降低。在130℃热处理2小时,IPP/IIR(100/20)的抗冲击强度提高了近4倍。

IPP/Zn-SEPDM共混物的DMA和SAXS研究

本文通过SAXS、DMA和TEM研究了乙丙三元橡胶(EPDM)和乙丙橡胶磺酸锌盐(Zn-SEPDM)对等规聚丙烯(IPP)晶体结构的影响以及IPP/Zn-SEPDM和IPP/EPDM共混物的相容性。用一维电子密度函数分别求得IPP晶区、非晶区和聚丙烯晶相和非晶过渡层厚度,用虚拟两相模型描述了IPP的晶体结构。EPDM和Zn-SEPDM与IPP的非晶相和过渡相均有一定相互作用,随磺化度提高,相互作用增强。由于在乙丙橡胶分子链中引入了磺酸锌盐基团,离子基团聚集成离子微区,形成物理交联点,抑制了共混物的相分离,提高了制品的韧性和强度。

力化学降解对聚氯乙烯加工流变行为的影响

采用Ｂｒａｂｅｎｄｅｒ塑化仪和毛细管流变仪研究了经力化学降解制得的聚氯乙烯（ＰＶＣ）的加工流变行为．结果表明，降解的ＰＶＣ塑化时间比未降解的ＰＶＣ明显缩短，塑化速度和熔化效率也明显加快，熔体粘度及玻璃比温度降低．

振磨降解制备的低分子量聚氯乙烯形态结构的研究

本文首次通过ＦＴＩＲ和扫描电镜等手段研究了振磨作用对聚氯乙烯（ＰＶＣ）颗粒尺寸、微晶结构、表观密度和增塑剂吸收量的影响。结果表明，该聚合物位于６３５ｃｍ^（－１）处结晶吸收谱带的强度随振磨时间的增加而降低，逐步趋于消失。随振磨时间的增加，ＰＶＣ的颗粒尺寸减小，比表面积增加，增塑剂的吸收量增加．通过振磨可以制得用一般化学方法难于制得的超细、低微晶含量、易于加工的较低分子量ＰＶＣ。

MC100新型聚氯乙烯加工助剂改善聚氯乙烯加工性能和力学性能的研究

研究了MC10 0加工助剂对聚氯乙烯加工流变行为、力学性能和耐化学品性能的影响。研究结果表明 ,在聚氯乙烯中加入少量MC10 0加工助剂可明显提高聚氯乙烯的加工流变行为 ,促进聚氯乙烯的塑化 ,降低其粘度 ,提高了聚氯乙烯的力学强度 ,工业应用结果表明 ,MC10 0加工助剂完全能替代ACR加工助剂用于聚氯乙烯化学建材 (管材、管件、型材 )加工中 。

EPDM/PS交替多层复合材料的力学性能分析

用自行设计的微纳多层共挤出体系制备了三元乙丙橡胶/聚苯乙烯(EPDM/PS)交替多层复合材料。偏光显微镜和扫描电镜分析表明,所制备的复合材料具有规则层状交替结构。与同组分的一般共混样品相比,64层EPDM/PS交替复合材料表现出不同的拉伸断裂行为:初期的PS断裂行为和后期的EPDM拉伸行为。EPDM和PS层保持了较好的连续性,且EPDM层阻止了PS层裂纹向相邻PS层的发展,使64层样品与同组分的一般共混样品相比具有较高的拉伸强度和杨氏模量。讨论了在PS相中加入相容剂苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)对64层EPDM/PS交替复合材料力学性能的影响,发现SEBS的加入提高了PS相的韧性,并且改善了EPDM层与PS层界面的相互作用。

导电炭黑填充PP-EAA复合材料的形态及电性能

以聚丙烯（PP）和乙烯-丙烯酸共聚物（EAA）的共混物为基体材料，以导电炭黑为填料，通过熔融共混的方法制备了导电复合材料。探讨了导电炭黑在两相基体中的分散情况以及聚丙烯结晶度对复合体系导电性能的影响。扫描电镜测试结果表明，在共混物中炭黑粒子选择性分散在极性EAA树脂中，同时EAA树脂在聚丙烯基体中形成连续网络结构，从而显著降低了复合体系的渗滤阈值。电性能测试结果表明，材料在相同导电炭黑含量下的体积电阻率相对于单基体体系有7～8个数量级的降低，并且结晶度较高的PP更有利于降低复合体系的体积电阻率。此外，炭黑／PP—EAA复合材料的拉伸强度相对于炭黑／PP体系有所下降，而断裂伸长率有所提高。

木粉表面改性对聚氯乙烯/木粉复合材料性能的影响

选用不同偶联剂对木粉(WF)进行表面改性。对聚氯乙烯/木粉(PVC/WF)复合材料力学性能测试结果表明,异氰酸酯偶联剂更适合对WF的表面改性。WF经异氰酸酯偶联剂处理后疏水性得到明显改善。随WF填充量增加,PVC/WF复合材料冲击强度和线性热膨胀系数下降,吸水率和维卡软化温度上升,并且异氰酸酯偶联剂处理WF填充的PVC/WF复合材料(PVC/WF-1)各种性能都较未处理WF填充的PVC/WF复合材料(PVC/WF-2)好。填充30份时,PVC/WF-1复合材料的拉伸强度比纯PVC提高约10%,吸水率小于0.6%,维卡软化温度比PVC提高2.9℃,线性热膨胀系数从PVC的8.55×10-5℃-1降低到6.01×10-5℃-1。扫描电镜观察结果证明异氰酸酯偶联剂处理WF有利于提高WF与PVC基体的界面相互作用。

表面改性剂对聚丙烯／氢氧化镁复合材料燃烧性能和热稳定性及结晶行为的影响

研究了硅油对聚丙烯(PP)/氢氧化镁(MH)复合材料性能的影响。通过极限氧指数(LOI)、热失重分析仪(TGA)、差示扫描量热仪(DSC)和偏光显微镜(POM)对PP及阻燃PP的性能进行了研究。结果表明,阻燃PP比纯PP有较高的残留量,热稳定性得到改善。其LOI达到难燃塑料的要求,有良好的阻燃性。未经改性的MH对PP基体有异相成核作用,使结晶峰温度向高温方向偏移,而硅油削弱填料对PP基体的异相成核作用。POM分析表明,MH粒子在基体中的分散性对PP的晶粒形貌和尺寸起着十分重要的作用。

表面改性对聚丙烯/纳米氢氧化镁复合材料性能的影响

研究了表面处理剂(钛酸酯和硅烷偶联剂)对聚丙烯/纳米氢氧化镁(MH)阻燃复合材料性能的影响。通过高压毛细管流变仪、LO I、力学测试、DSC和SEM对PP/纳米MH复合体系的结构与性能进行了研究。结果表明,所选偶联剂能有效地降低复合体系的表观黏度,改善体系的流动性。未改性的纳米MH对PP基体有异相成核作用;而表面改性剂能削弱填料对基体的异相成核作用。改性后的纳米MH粒子以独立形式均匀分散在基体中,PP与纳米MH界面的粘接力得到了加强,复合材料的拉伸性能和冲击强度有较大幅度的提高,阻燃性能也得到了改善。