聚碳酸酯气体辅助注射成型制品内应力分布及改善工艺

聚碳酸酯(PC)注塑制品出模后在无外加约束条件下内部应力得不到松弛释放,易导致制品产生开裂,严重影响制品的服役性能。为探究PC制品内应力分布规律,找到有效降低内应力的工艺措施,基于气体辅助注射成型(GAIM)工艺和自行设计制造的带有半圆形加强筋的平板试验模具,结合光弹法和溶剂检测法,研究GAIM制品内应力的分布特点,讨论注气压力和气体保压压力两种工艺参数对GAIM制品内应力的影响规律,提出两种改善制品内应力的工艺方法。研究发现:通过光弹法观测到的应力条纹分布与溶剂浸泡后的裂纹开裂区域一致,即GAIM制品末端及边缘处内应力较大,沿气道两侧应力分布较均匀;较高的注气压力和较低的气体保压压力可以更加有效减小GAIM制品的内应力;通过对GAIM制品24 h即时退火和延长二次注气的卸压时间可以有效降低制品内应力。

疏水改性纳米氧化镁对短氟碳链泡沫性能影响

为了解决短氟碳链泡沫稳定性差的缺点,采用硬脂酸对氧化镁纳米颗粒(MNPs)疏水改性得到不同水接触角的G-MNPs,研究疏水改性MNPs对短氟碳链泡沫性能和灭火性能的影响。采用硬脂酸对MNPs分别改性60min、90min、120min和150min,测试了G-MNPs表面形态、粒径分布、疏水性、热稳定性以及溶液分散度,研究了疏水改性对泡沫稳定性、发泡能力、泡沫粗化、灭火性能和抗烧性能等的影响。结果表明,硬脂酸疏水改性时间为120min时,改性MNPs水接触角最大,达到138.4°;G-MNPs表面形貌粗糙度增加,颗粒粒径增大,高温下热稳定性良好;疏水改性对泡沫溶液表面张力和黏度几乎没有影响;疏水角为90.0°时,G-MNPs泡沫溶液发泡性能、稳定性能、灭火性能、抗烧性能达到最佳。

BPA可逆热敏变色复合材料制备方法及其应用研究进展

综述了BPA可逆热敏变色材料的制备及其应用,以及复配法、无机包覆法、微胶囊法、湿成膜法和近年来的2,6-单取代双酚A复合膜新方法,并分析了2,6-单取代法中膜结晶相变与二醛、酚醛树脂及胶种的关系。2,6-单取代双酚A线型或芳香酚醛树脂及其复合膜有机体系的设计与研究将进一步推动该类材料在具有可调的迟滞响应相变智能窗口,超低温变色敏感性、变色深度、稳定性,环境友好型合成树脂及塑料及实验教学等方面的应用。

阻燃塑料在建筑消防安全中的应用

分析当前聚氯乙烯、聚烯烃、塑料合金等优质阻燃塑料在建筑消防安全各方面的应用优势和特征。阻燃塑料的成分和结构特殊,能够有效抑制建筑火势蔓延,同时有效阻止高温环境对建筑结构的损坏,为火灾救援和建筑内部人员逃生预留足够的时间。阻燃塑料在建筑消防安全领域中的使用表现出优异的阻燃性能,为进一步提升建筑消防安全等级,相关人员需要加大阻燃塑料研究和开发力度,在确保其具备良好阻燃防火性能的同时,提升材料的环保性。

可回收热固性环氧树脂及其玻纤增强复合材料性能研究

为了研究可回收环氧树脂R与风电叶片中常规环氧灌注树脂的区别,采用真空灌注工艺制备了玻璃纤维增强可回收热固性复合材料,对比分析了树脂之间的材料性能以及其复合材料之间的力学性能。结果表明,可回收树脂R的粘度与常规灌注树脂相近,适用期长于常规灌注树脂,适用于风电叶片的真空灌注工艺;放热峰出现时间略早于常规灌注树脂,有利于减少生产工时;其本体性能、复合材料力学性能与常规灌注树脂大体相当;可回收树脂R与常规灌注树脂的之间具有良好的界面性能,表明该树脂可以通过先制备部件然后整体灌注成型的方式制造大型复合材料制件。

聚乙烯共混体系流变行为对吹塑薄膜雾度的影响

研究了线型低密度聚乙烯(LLDPE)/低密度聚乙烯(LDPE)共混体系的吹塑薄膜雾度与流变行为之间的关系。利用DSC、光散射和WLI等方法对吹塑薄膜制品的内部结晶情况及表面形貌进行表征,利用GPC和流变学方法对单组分及共混物熔体的结构进行表征。实验结果表明,LLDPE/LDPE共混体系吹塑薄膜的总雾度主要取决于薄膜的表面粗糙度;薄膜的表面粗糙度与可恢复剪切应变参数(γ_(∞))呈开口向上抛物线函数关系,选择具有合适γ_(∞)的LDPE树脂以及添加量是控制LLDPE/LDPE共混体系吹塑薄膜雾度的关键。

不同截面类型玻纤增强PA6的性能

对比研究了扁平玻纤及圆形玻纤增强尼龙6 (PA6)复合材料的力学性能、流动性能、收缩翘曲情况、摩擦性能及线膨胀系数(CLTE)。结果表明,随着玻纤含量增加,扁平玻纤及圆形玻纤增强PA6复合材料力学性能均增加,但熔体流动速率(MFR)降低;相同玻纤含量下,与圆形玻纤相比,扁平玻纤增强PA6复合材料的拉伸强度、弯曲强度及弯曲弹性模量较低,简支梁缺口冲击强度及MFR较高。在玻纤含量30%的条件下,不同扁平玻纤及圆形玻纤增强PA6复合材料性能存在差异,通过收缩率测试分析,扁平玻纤复合材料比圆形玻纤具有更低的收缩率及横纵收缩比,扁平比越高,横纵收缩比越低,翘曲度越小;通过MFR及注塑螺旋线测试,发现扁平玻纤复合材料具有更好流动性、更高流长比,扁平比越高优势越明显,有利于成型加工;通过滑动摩擦测试结果看出,扁平玻纤复合材料具有更低摩擦系数,随着扁平比增大,摩擦系数越低;通过热机械分析检测,扁平玻纤复合材料在垂直流动方向CLTE低于圆形玻纤,且流动方向和垂直流动方向CLTE差异也较小。扁平玻纤增强材料能改善传统圆形玻纤增强体系的一些不足,优化产品性能。

油田监测用密度可控同位素示踪微球的制备及应用

制备了用于油田监测的同位素示踪微球,分析了微球的形貌、抗压强度、热性能、耐溶剂性和加工性能,揭示了微球与同位素产率及加工性能的构效关系,提出了示踪微球密度计算方法。结果表明:示踪微球表面形貌主要为致密和松散两种,抗压强度的影响因素主要为黏合剂种类与加料方式;采用不同黏合剂制备的微球耐溶剂性差别较大,采用酚醛胺和聚酰胺制备的示踪微球抗压强度较高,耐热性较好;采用炭粉为原料获得的同位素产率较高;微球密度的调控可以通过一个经验系数来计算。

以羧甲基甘蔗渣为原料合成系列高吸水树脂的研究

以甘蔗纤维素为主要原料,通过醚化反应合成羧甲基甘蔗渣,再以羧甲基甘蔗渣为母体,丙烯酸及其盐、丙烯酰胺为单体,N,N"-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸钾为引发剂,进行聚合反应合成了四种高吸水树脂。利用红外光谱、元素分析、扫描电镜、XRD等手段对合成的树脂进行了表征。通过正交实验对高吸水树脂的合成条件进行了优化。在最佳合成条件下合成的普通高吸水树脂的吸去离子水量为2040g/g,含钾高吸水树脂的吸去离子水量为1950g·g^(-1),含氮高吸水树脂的吸去离子水量为2150g·g^(-1),含氮和钾高吸水树脂的吸去离子水量为1360g°g^(-1)。

焦磷酸哌嗪/壳聚糖膨胀阻燃聚丙烯制备及性能研究

采用焦磷酸哌嗪(PAPP)和壳聚糖(CS)复配构建环保膨胀阻燃剂、经熔融共混制备膨胀阻燃聚丙烯复合材料(IFR/PP)。通过氧指数、锥形量热仪、热重分析、力学性能测试等研究IFR/PP的阻燃性能及机理。结果表明,膨胀阻燃剂的总添加量为30%(质量分数),PAPP与CS质量比为5∶1时,IFR/PP的LOI值为35.5%,UL-94达到V-0级别,800℃时的残留物为13.34%,热释放速率峰值(pHRR)由纯聚丙烯的1345.01 kW/m^(2)降至83.04 kW/m^(2),拉伸强度降低了39.9%。残炭SEM测试结果表明CS的加入促进了膨胀炭层的形成,材料燃烧形成更致密且均匀的炭层,提高了阻燃性能和抑烟能力。PAPP与CS具有良好的协效阻燃作用。

氰酸酯树脂改性环氧树脂的冲击强度及介电性能

为降低制备成本,采用低含量氰酸酯(CE)增韧改性环氧(EP)树脂,制备了EP/CE共聚物。利用差示扫描量热分析仪和傅里叶变换红外光谱仪分析了EP/CE的固化过程,研究了CE用量对EP/CE冲击强度的影响,并进一步分析了EP/CE的弯曲性能、介电性能和热性能。结果表明,CE改性EP树脂的冲击强度显著提高,当CE添加质量为EP树脂的0.2时,改性效果最好,冲击强度从3.46 kJ/m^(2)增加到5.81 kJ/m^(2),同时,弯曲模量从2.71 GPa增加到3.47 GPa;常温下2~18 GHz频率范围内的介电损耗角正切值降低到0.0298附近;而玻璃化转变温度和初始分解温度稍有降低,分别为117.0℃和328.9℃。EP/CE共聚物良好的力学、介电和热性能可以拓宽EP树脂基复合材料在大批量生产工业领域的应用范围。

腰果酚基阻燃高分子材料研究进展

随着全球环保意识的提高和国家碳达峰战略的提出,利用可再生生物基资源制备阻燃高分子材料受到广泛关注。腰果酚来源广泛、价格低廉,具有多个高活性反应基团,有望用于商业化制备阻燃高分子材料。本文综述了用于改性聚氯乙烯、不饱和聚酯和环氧树脂的腰果酚基阻燃添加剂的制备方法,同时对比分析了其性能。总结归纳了阻燃腰果酚基环氧树脂、阻燃腰果酚基苯并噁嗪、阻燃腰果酚基紫外光固化涂层、阻燃腰果酚基聚氨酯泡沫和阻燃腰果酚基酚醛泡沫的最新研究进展。指出制备综合性能优异的多功能阻燃腰果酚基高分子材料是未来研究的重点方向。

压电弹性体复合材料的制备与应用进展

压电材料可将人体运动等环境中离散的机械能转化为电能,实现可穿戴传感器和自供电设备等的能源供给。与聚偏氟乙烯、尼龙11等压电聚合物基体相比,高分子弹性体材料具有较低的杨氏模量和较高的应变能力,作为复合材料基体时可大大提高压电陶瓷的体积分数,赋予复合材料优异的柔韧性,产生小应力大形变,赋予材料优异的应变传递能力。因此,压电弹性体复合材料兼具压电陶瓷优异压电性能和弹性体大形变的优势,得到了科学界的广泛关注。本文概述了压电弹性体复合材料的研究现状及发展趋势,归纳了压电弹性体复合材料的种类,如硅橡胶基复合材料、聚氨酯弹性体基复合材料和聚烯烃基复合材料等;总结了各复合材料的制备与成型方法;综述了压电功能复合材料在自供电电子器件、能量收集和生物医疗等领域的应用现状,探讨了压电弹性体复合材料未来的发展方向。

新型含氟聚酰胺酰亚胺的合成与性能

由于芳香族聚酰胺酰亚胺(PAI)的溶解性较低,限制了其在溶液加工方法中的应用。为了提高PAI的溶液加工性、降低溶剂使用成本并提高热性能,研究了三苯环结构和氟取代对PAI的性能影响,以苯甲醛和对三氟甲基苯甲醛与2,6-二甲基苯胺为原料,合成了新的二胺化合物4-[(4-氨基-3,5-二甲基苯基)苯基甲基]-2,6-二甲基苯胺(ADPD)、4-[(4-氨基-3,5-二甲基苯基)[4-(三氟甲基)苯基]甲基]-2,6-二甲基苯胺(ADFPD),再与偏苯三酸酐酰氯合成了含新结构的PAI。通过傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱等对单体和聚合物进行表征,通过分析证明成功合成新型PAI;采用差示扫描量热分析、热重分析、水接触角、溶解性能测试对PAI性能进行了表征。结果表明,制备的聚合物均具有良好的热稳定性能和溶解性,玻璃化转变温度大于300℃,在氮气的环境下5%热失重温度在430℃及以上,最大热失重温度在600℃以上;在类似化学结构上,对比未引入—CF_(3)的PAI-1和引入—CF_(3)的PAI-2的测试结果,发现PAI-2在溶解性和热性能上均优于PAI-1,并且能够明显降低聚合物的表面能,表明—CF_(3)能够有效提高PAI的部分性能。

玉米秸秆复合高吸水树脂的制备及对Pb^(2+)的吸附研究

以来源丰富的玉米秸秆、高岭土为原料,以丙烯酸、丙烯酰胺为聚合单体,通过水溶液聚合法制备了复合高吸水树脂,并用红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)对其结构进行了表征分析。利用合成的复合高吸水树脂对含Pb^(2+)模拟废水进行了吸附研究,考察了复合高吸水树脂用量、Pb^(2+)初始浓度、吸附时间和溶液pH及对Pb^(2+)去除率的影响,最优条件下复合高吸水树脂对Pb^(2+)的去除率达88.57%,吸附Pb^(2+)后的复合高吸水树脂经处理后可循环使用。

油脂改性环氧聚合物在“白改黑”路面改造铺装中的应用研究

为实现原有的混凝土刚性路面朝着黏结力高且韧性好的弹性聚合物路面的改造(“白改黑”),本研究开发了新型的油脂改性环氧聚合物体系,可用于 “白改黑”路面改造项目中的薄层路面铺装,并详细研究了常温条件下固化时间对材料力学性能的影响,研究结果表明24?h后材料的力学强度可达到使用要求,材料的耐水性和耐酸碱性优异,所制备材料完全符合道路快速修复路面“白改黑”项目中的使用。

基于废弃PET的环氧超支化聚酯扩链剂应用性能

以废弃聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的降解产物为核心,制备了环氧超支化聚酯扩链剂(EHBP),探究了该扩链剂对聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯/聚乳酸/碳酸钙(PBAT/PLA/CaCO_(3))三元复合材料微观结构、热性能、力学性能的影响。结果表明,以PET降解产物制备的EHBP对复合材料有明显的增容作用。扩链剂中的高活性环氧基团能够与PBAT和PLA上的端羧基、端羟基发生开环加成反应,形成扩链大分子以增强PBAT和PLA之间的界面相互作用。当EHBP添加量达到0.6份时,可以明显观察到两相间变得模糊、孔洞减少。缺口冲击强度由6.48 kJ/m^(2)增加到43.02 kJ/m^(2),拉伸强度由10.15 MPa增加到24.59 MPa,断裂伸长率由11.8%增加到56.72%。

纳米凹凸棒石对酚醛复合材料摩擦学性能的影响

源自优质黏土矿物资源的一维凹凸棒石(AT)纳米纤维,可用于增强复合材料并改善其摩擦磨损特性。采用酚醛树脂(PF)模塑料塑炼工艺及热压成型工艺制备了AT纳米纤维混杂传统微米纤维如碳纤维(CF)、玻璃纤维(GF)及芳纶纤维(AF)增强PF复合材料,系统考察了AT纳米纤维的含量对微米尺度短切纤维增强PF复合材料压缩性能及多种工况下摩擦学性能的影响规律,利用扫描电子显微镜及能谱仪表征了摩擦界面原位生长转移膜的微观结构,探索了AT纳米纤维与微米纤维在干摩擦、油润滑和水润滑条件下可能的协同减摩抗磨作用机理。结果表明,AT与高模量纤维(CF,GF)表现出显著的协同增强作用,显著提高了PF复合材料的压缩强度。当AT纳米纤维质量分数为20%时,CF/AT/PF与GF/AT/PF的压缩强度分别可达407 MPa及400 MPa。干摩擦条件下,AT分别与CF和AF的复配使用促进了固体润滑特性转移膜的生长,提高了材料的自润滑性能;油润滑条件下,GF/AT/PF表现出最高的耐磨性能,GF减薄可能是主要的磨损机理;水润滑条件下,AF/AT/PF表现出最低的摩擦系数,而CF/AT/PF表现出最高的耐磨性能。

吸波预浸料树脂及其复合材料的综合性能研究

将羰基铁粉(CIP)和乙炔炭黑(CB)作为吸波剂引入到中温固化预浸料树脂体系中,通过测试吸波预浸料树脂的流变性能、凝胶时间、固化特征温度、热失重性能等确定吸波剂的加入对预浸料树脂性能的影响。结果表明,CIP和CB吸波粒子的加入对预浸料树脂的凝胶时间、固化特征温度的影响较小,对预浸料树脂的流变特性影响较大。为满足工艺性能要求,CIP吸波粒子的加入量与树脂的质量比宜控制为0~2.5,CB吸波粒子的加入量与树脂的质量比宜控制为0~0.03。相比于单层结构吸波复合材料,双层结构吸波复合材料的吸波性能更为优异,综合考虑其成型工艺性能和吸波性能等,以C3C为透波层、Fe250C为损耗层的材料组合综合性能最佳,其最大有效吸波带宽为3.85 GHz,对应的透波层和损耗层厚度分别为0.9 mm和1.5 mm,最小电磁波的反射损耗RL值为-35.46 dB,对应的透波层和损耗层厚度分别为0.5 mm和1.4 mm。

疏水改性纳米二氧化硅对无氟泡沫灭火剂性能影响

采用三甲基氯硅烷(TMCS)对二氧化硅纳米颗粒(NPs)进行改性得到疏水NPs,并将改性后的NPs添加到无氟泡沫灭火剂中,研究不同改性程度的NPs对无氟泡沫灭火剂性能的影响。利用热重分析(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱(EDX)和水接触角等对不同TMCS浓度下表面疏水改性的NPs进行表征。TGA、EDX结果证实TMCS实现了对NPs的有效表面改性。水接触角测试结果表明,TMCS的质量分数为16.67%时,NPs的接触角可达150.9°。SEM分析表明NPs的分散性得到改善,改性后的NPs粒径主要分布在60~150nm之间。改性NPs对无氟泡沫溶液的发泡性、稳泡性和灭火有效性的性能影响的研究结果表明,TMCS的质量分数为13.04%时改性的NPs对泡沫的发泡性能、稳定性能和灭火有效性能有最大的提升。