木粉粒径和填量对木塑复合材料力学性能影响研究

采用聚氯乙烯(PVC)树脂和桉木粉(WF)制得PVC木塑复合材料。研究了木粉粒径和填量对PVC木塑复合材料力学性能的影响。结果表明,在一定范围内复合材料的拉伸强度随着木粉粒径的减小先升高后降低,随着木粉填量的增加先降低后升高然后趋于平稳;冲击强度随着木粉粒径的减小先升高后降低,随着木粉填量的增加而降低。当木粉粒径为70～80目,木粉填量为20%(质量分数)时,所得复合材料的力学性能最佳。

木粉/聚乳酸可降解复合材料性能研究

用生物可降解材料聚乳酸(PLA)和桉木粉(WF)为原料,制备木粉/聚乳酸(WF/PLA)复合材料,为实现木塑复合材料完全生物降解提供新思路。采用傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、同步热分析仪(TG/DSC)及电子万能试验机研究了改性前后木粉的红外结构,WF/PLA复合材料的微观形貌、热性能和结晶性能以及其力学性能。结果表明,偶联剂KH-570的烷基结构成功接枝到了木粉表面;改性后的木粉在聚乳酸基体中分散均匀;木粉的添加有利于WF/PLA复合材料异相成核结晶和热稳定性的提高;木粉对PLA起到增强作用,当木粉填量为50%(质量分数)时,WF/PLA复合材料的拉伸强度最大,值为29.9MPa,比纯PLA提高了10MPa,木粉填量为30%(质量分数)时,WF/PLA复合材料的弯曲强度最大,值为43.2MPa,比纯PLA提高了7.3MPa。

PA基导热绝缘复合材料的制备及性能研究

以PA6为基体,鳞片石墨、碳化硅晶须、Al2O3颗粒三元复配填料为导热填料,经双螺杆挤出机熔融共混,模压成型制得导热绝缘复合材料。用扫描电子显微镜(SEM)、导热分析仪、超高电阻微电流测试仪和热重分析仪(TGA)对复合材料的微观形貌、导热性能、绝缘性能和热稳定性能进行了表征。结果表明,导热填料均匀分散在聚合物基体中,形成导热网络。随着三元复配填料用量的增加,复合材料热导率升高,表面电阻率和体积电阻率下降,起始分解温度逐渐上升。填料用量为50%(质量分数)时,复合材料的热导率、体积电阻率、起始分解温度分别为1.407W/(m.K)、1.03×1011Ω.cm、344℃。

石墨烯复合材料的制备及应用研究进展

石墨烯是碳原子以sp2杂化连接而成的单原子层结构,这一独特的二维结构使得石墨烯具有优异的光电性能、热稳定性以及化学性能。石墨烯复合材料的制备、性能和应用成为近年的研究热点。本文综述了石墨烯复合材料的制备方法,包括石墨烯/高分子复合材料、石墨烯/金属(金属氧化物)复合材料、石墨烯三元复合材料,以及石墨烯复合材料在锂电池、电容器、光伏材料、传感器等方面的应用研究进展,指出了石墨烯复合材料研究的重要方向。

h-BN用量对h-BN/MVQ导热绝缘复合材料性能的影响

以甲基乙烯基硅橡胶(MVQ)为基体,偶联剂改性后的六方片状氮化硼(h-BN)为填料,使用密炼机密炼,双辊开炼机辊压混合,模压成型制备了导热绝缘复合材料。运用橡胶加工分析仪、扫描电子显微镜、导热分析仪及阻抗分析仪研究了h-BN用量对MVQ的动态模量、硫化特性、断面微观形貌、导热性能、电绝缘性能的影响。实验结果表明,随着h-BN用量的增加,MVQ的焦烧时间及正硫化时间缩短,理论硫化时间延长,热导率与介电常数上升,当h-BN填充量为50 phr时,h-BN/MVQ复合材料的热导率达到1.13 W/(m·K),介电常数为3.87。

h-BN/SiCw/聚砜导热绝缘复合材料的协同导热效应

以聚砜为基体,具有二维结构的六方片状氮化硼和一维结构的碳化硅晶须二元复配填料为导热填料,使用双辊开炼机在高温熔融共混,模压成型制得导热绝缘复合材料。用扫描电子显微镜、导热分析仪、超高电阻微电流测量仪对复合材料的断面微观形貌、导热性能、电绝缘性能进行了表征。结果表明,不同形状的导热填料均匀分散在聚合物基体中,相互搭接形成导热网络,合适配比的二元复配填料对复合材料热导率的提高具有协同效应。随着二元复配填料用量的增加,复合材料热导率升高,表面电阻率和体积电阻率却有所下降。当h-BN与SiCw质量比为8/2,复配填料质量分数为50%时,h-BN/SiCw/聚砜复合材料的热导率达到2.728 W/(m·K),表面电阻率和体积电阻率为5.21×1013Ω和7.86×1013Ω·cm。

BN/聚砜导热绝缘复合材料的制备及性能

采用粉末混合法制备了BN/聚砜导热绝缘复合材料,用扫描电子显微镜(SEM)、导热系数测试仪和超高电阻微电流测试仪对复合材料的微观形貌、导热性能和电绝缘性能进行了表征。结果表明:硅烷偶联剂改性处理后的BN粉体与聚砜基体之间的相容性较好;BN/聚砜复合材料的导热系数随BN含量的增加而增大,最大可达2.08(W.m-1.K-1);表面电阻率和体积电阻率随BN含量的增加而减小,最低值分别为0.82×1015Ω和1.78×1015(Ω.cm),具有电绝缘性。

微乳液聚合制备纳米银/聚苯乙烯复合材料

采用柠檬酸钠为稳定剂、聚乙烯吡咯烷酮为分散剂,以水合肼还原银氨络离子制备出稳定的单分散胶态纳米银。以制得的纳米银溶胶,通过正相微乳液聚合,制备纳米银/聚苯乙烯复合材料。利用紫外-可见光(UV-Vis)吸收光谱研究了纳米银的光吸收特性,采用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对产物的晶体结构、形貌及尺寸进行了分析。结果表明:所制得的银纳米颗粒属立方晶系,平均粒径约10nm,且无团聚及氧化现象;聚合过程中,纳米银的晶体结构、形貌及尺寸未发生明显变化。凝胶渗透色谱(GPC)分析表明聚苯乙烯基体重均分子量达4.03×106,分子量分布指数为1.21;热重-示差扫描量热(TG-DSC)分析表明所制备的复合材料具有优异的热稳定性。

羟基磷灰石/合成高分子复合材料的制备方法、性能及其应用研究进展

随着生物医用材料的需求量日趋增大,磷灰石与人工合成高分子的复合材料成为组织修复和替代材料的研究热点。以不同单体分类,综述了磷灰石与合成的非降解高分子、可降解高分子复合材料的研究进展;对羟基磷灰石/合成高分子复合材料的制备方法、性能及其应用等方面进行研究,并对此复合材料存在的问题和发展前景进行讨论。说明从分子水平设计出具有良好力学性能、生物活性和生物相容性的医学材料,具有十分重要的意义。

改性固硫灰对PP/EVA复合材料性能的影响

为了实现固硫灰的高附加值利用,采用模压成型制备改性固硫灰/聚丙烯/乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(MCFA/PP/EVA)复合材料,通过万能测试机、扫描电镜、同步热分析仪、示差扫描量热仪和熔融流动速率仪考察了改性固硫灰(MCFA)对复合材料力学性能、断面形貌、热性能和加工性能的影响。结果表明,添加少量MCFA可提高PP/EVA复合材料的断裂伸长率,当MCFA用量为15%时增韧效果尤为明显,断裂伸长率最大为80.20%,进一步增加MCFA用量,增韧效果下降。随着MCFA用量增加,MCFA/PP/EVA复合材料的熔融指数降低,热稳定性增加。

碳纤维／环氧树脂复合材料圆筒在低速横向冲击下的数值研究

采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对碳纤维/环氧树脂复合材料薄壁圆筒的低速横向冲击进行模拟,运用大变形损伤本构方程和冲击动力学方程对其进行动态响应分析。采用接触力历程、内能历程和位移历程研究了冲击速度、边界条件和铺层顺序对圆筒动态响应的影响,并评价了不同冲击状态下薄壁圆筒的抗冲击性。结果表明,[553/-553/55/-55/0/90]圆筒试样的抗冲击性与其它铺层顺序试样相比较好。

碳化细菌纤维素/石墨烯(CBC/CCG)复合材料的制备及电化学性能研究

将氧化石墨烯(GO)与碳化细菌纤维素(CBC)(7∶3,质量比)超声复合,用水合肼原位还原制得碳化细菌纤维素/石墨烯(CBC/CCG)复合材料。利用动态力显微镜(DFM)、扫描显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、激光拉曼光谱(Raman)对其形貌、结构进行表征。并通过循环伏安、交流阻抗、恒流充放电测试等方法比较了CBC/CCG复合材料和石墨烯(CCG)作为超级电容器电极在6mol/L KOH溶液中的电容性能。结果表明,在10mA/cm2电流密度下,CCG比容量为87.79F/g,CBC/CCG复合材料的比容量达到168.99F/g,CBC/CCG复合材料的电化学性能要优于CCG,具有良好应用前景。

磷石膏粒径及pH值对其复合胶凝材料的影响

利用大宗工业固体废物二水磷石膏和粉煤灰,加入少量水泥、生石灰等原料制备磷石膏基复合胶凝材料,研究了磷石膏的粒径以及pH值对胶凝材料凝结时间、强度的影响规律,采用SEM、XRD等测试方法对胶凝材料的水化产物、微观结构进行分析。结果表明:适当减小磷石膏粒径或增加磷石膏pH值,都会降低磷石膏基胶凝材料的用水量,缩短凝结时间,提高强度,并且通过蒸汽养护,最终可制备出28d强度超过40MPa,软化系数接近0.9的胶凝材料。

活性Bi_2O_3/橡胶复合材料的制备及γ射线辐射防护性能研究

利用机械球磨法通过加入复合表面活性剂制备粒径分布均匀的活性Bi2O3微/纳米粉体,以浆体形式加入天然胶乳中,制备具有良好力学强度及γ射线防护性能的活性Bi2O3/橡胶复合材料。采用激光粒度分析仪、XRD、荧光(PL)、FT-IR、SEM、电子万能试验机、NaI(Tl)探测仪等方法对粒子的化学组成、粒径分布和光致发光以及复合橡胶的力学性能、γ射线辐射防护特性做了分析和表征。结果表明,以酪素为主的双子季铵盐/PVP复合表面修饰得到的活性Bi2O3粒径分布均匀,平均粒径为120nm,分散稳定性良好,其复合橡胶对241Am为点源的59.5keV的γ射线屏蔽率可达23.97%,力学强度显著高于未添加活性Bi2O3的纯天然橡胶。

PPS基导热绝缘复合材料的制备及性能

采用注塑成型制得PPS/gf/Al2O3导热绝缘复合材料,其中聚苯硫醚(PPS)为基体,玻璃纤维(gf)为补强纤维,氧化铝为导热填料。用扫描电子显微镜(SEM)、导热分析仪、超高电阻微电流测试仪和电子万能实验机对复合材料的微观结构、导热性能、绝缘性能和拉伸强度进行了表征。结果表明:氧化铝颗粒和玻纤均匀分散在PPS基体中;复合材料热导率随着氧化铝含量的增加而增大,最大可达0.798 W/(m·K);表面电阻率和体积电阻率随氧化铝含量增加而略有下降,最小值分别为0.19×1015Ω和0.57×1014Ω·m;拉伸强度先增后减,最大值和最小值分别为196 MPa,165 MPa。

双层混杂纤维/炭黑改性环氧树脂复合材料的制备及其吸波性能

通过采用整体压制的方法制备了双层混杂纤维/炭黑改性环氧树脂复合材料,对其吸波性能进行了研究。结果表明:随着炭黑含量的增加,材料的反射衰减峰向低频移动,当炭黑含量较高时,吸收主要作用在低频波段,且存在明显的双反射衰减峰。当炭黑含量为6%时,在13.6 GHz处反射衰减峰值可达-20.6 dB,≤-10 dB的有效带宽为3.6 GHz。当炭黑含量为8%时,双反射衰减峰分别在10.6 GHz和7.8 GHz,峰值分别为-17.0 dB和-14.9 dB,≤-10 dB的有效带宽为6.7 GHz。

微波辅助法降解废弃电路板中非金属粉体的最佳工艺条件

通过微波辅助法降解废弃电路板非金属粉体,采用扫描电镜观察降解程度,并根据单因素实验和正交实验确定出最佳工艺条件为:降解时间8 h,投料比10 g/100 mL,微波功率800 W,反应温度80℃,硝酸浓度40%。采用凝胶色谱仪分析出降解后溶液中有机物分子量主要分布在100～1 000之间,这些有机分子还可通过分馏萃取等手段进一步回收,分离出的玻璃纤维可以用作复合材料的增强剂。

复合成型对聚砜复合材料导热绝缘性能的影响

采用片状六方氮化硼(h-BN)与碳化硅晶须(SiCw)复配填料填充聚砜制备导热绝缘聚砜复合材料。选用熔融混合、辊炼混合和粉末混合3种不同的复合方式研究复合方式对聚砜复合材料导热绝缘性能的影响;选用模压成型和注塑成型研究成型方式对聚砜复合材料导热绝缘性能的影响。采用扫描电子显微镜、导热分析仪、超高电阻微电流测量仪对复合材料的断面微观形貌、导热性能、电绝缘性能进行了表征。结果表明,粉末混合对复合材料导热性能的提高效果明显优于熔融混合和辊炼混合,模压成型要优于注塑成型。由于热传导机制和电导机制的不同,制备方法对电绝缘性能的影响规律与对导热性能的影响规律相反。

分散聚合法制备聚苯乙烯-铝纳米粒子复合材料

采用分散聚合法成功合成了高掺杂、窄分子量分布的聚苯乙烯-铝纳米粒子(PS-AlNPs)复合材料。采用XRD、FT-IR、GPC、TGA、SEM和TEM等手段对产物的晶体结构、分子结构、PS基体的分子量及分子量分布、热稳定性及形貌等进行了分析测试。结果表明:所得球形复合材料的平均粒径约为1.5μm,聚合过程中AlNPs的晶体结构未见变化,AlNPs掺杂量可高达1.81%,PS基体重均分子量达1.98×105,分子量分布指数为1.21,热稳定性优异。

镍石膏-钛矿渣复合胶凝材料的试验研究

以未经改性的镍石膏、钛矿渣和P·O42.5水泥为主要原料制备镍石膏-钛矿渣复合胶凝材料,通过物理力学性能及微观性能测试,分别研究了生石灰、矿物掺合料、硫铝酸盐水泥掺量和养护制度对镍石膏-钛矿渣复合胶凝材料物理力学性能的影响。结果表明,以生石灰作为碱性激发剂,掺量在6%时效果最好;加入4%偏高岭土和2%硫铝酸盐水泥后,基体的凝结时间大大缩短,早期强度显著增加,后期强度也有所增长;养护制度对基体3d和7d强度影响较大,28 d强度保持一致。