连续亚麻纤维增强聚乳酸预浸带的制备及性能

采用自行设计和组装的连续纤维增强热塑性复合材料实验流水线制备了连续亚麻纤维增强聚乳酸(C-Flax/PLA)预浸带。通过力学性能、动态力学、傅里叶变换红外光谱、差示扫描量热及偏光显微镜分析等方法研究了C-Flax及相容剂对预浸带性能及结晶行为的影响。力学性能分析表明,C-Flax及相容剂对PLA材料的增强效果明显;当纤维的质量分数为55%时,预浸带拉伸强度达到235.75 MPa,较PLA提高了300%,已进入碳素结构钢的行列。动态力学性能分析表明,C-Flax/PLA预浸带的储能模量较PLA显著提高,且玻璃化转变温度向高温移动,预示着材料抵抗外力变形能力明显提升。结晶行为研究表明,加入C-Flax后,材料的Avrami指数(n)明显提高,通过与晶体生长速率常数(Z_c)及偏光显微镜图像比较发现,C-Flax起到了诱导结晶的作用,但阻碍了PLA晶体的生长。

尼龙6/碳化硅复合材料的制备及性能研究

采用熔融共混方法制备了尼龙6 (PA6)/碳化硅(SiC)复合材料;研究了不同SiC添加量对PA6/SiC复合材料的力学性能、结晶行为、断面形貌以及动态力学性能的影响。力学性能结果表明,加入SiC后,复合材料的力学性能明显提高,当SiC含量为5 phr时,复合材料的拉伸强度达到最大值70. 47 MPa,较PA6纯料提高了49. 51%,冲击强度达到7. 72 kJ/m^2,较PA6纯料提高了17. 3%,断裂伸长率从PA6纯料的2%提高到36. 6%。动态力学行为的测试结果显示,加入SiC后,在测试温度范围内,储能模量(E')均高于PA6纯料。DSC结果表明,加入SiC后,复合材料的结晶温度向高温移动,结晶度提高,并且结晶半峰宽降低,表明SiC起到了成核剂的作用,促进了PA6材料的结晶。SEM图像显示,SiC的加入促使PA6断面出现空穴化现象,产生剪切屈服,从而达到增韧效果。

茂金属高分子量聚丙烯性能及其凝胶的流变行为

研究了茂金属高分子量聚丙烯(mHMWPP)基本性能及mHMWPP凝胶的流变行为。通过高温凝胶渗透色谱仪(GPC)、差式扫描量热仪(DSC)和冲击强度试验机对mHMWPP的分子量及其分布、熔融与结晶行为、力学性能进行表征,并采用旋转流变仪研究动态剪切速率、动态频率、动态应变对不同含量的mHMWPP凝胶流变行为的影响。结果表明,mHMWPP具有分子量高、分子量分布窄、抗冲击性能好等特点;mHMWPP凝胶黏度随剪切速率、动态应变的提高变化较小,说明mHMWPP凝胶稳定性较好,且随凝胶含量的提高,凝胶黏度呈线性提高。

等规序列长度对茂金属聚丙烯结晶的影响

通过傅里叶红外光谱、核磁共振碳谱和差示扫描量热对日本JPP公司4种茂金属聚丙烯(mPP)微观结构进行分析。结果表明:4种mPP是在丙烯链段中无规插入乙烯共聚单体,降低了聚丙烯链段的规整性,产生立构缺陷,导致形成不同等规序列长度的丙烯链段,在连续自形核退火试验(SSA)最终熔融曲线中,呈现多重熔融峰,形成不同厚度的片晶。乙烯的插入量及其丙烯链段序列分布,对mPP的结晶熔融行为起关键作用。

连续玻纤增强HDPE复合材料的结晶动力学

采用差示扫描量热(DSC)法分析了不同降温速率下高密度聚乙烯(HDPE)和连续玻纤(GF)增强HDPE复合材料的非等温结晶和熔融行为。使用莫志深法对HDPE和HDPE/GF复合材料的非等温结晶动力学进行研究,得出莫氏方程可以描述其非等温结晶动力学过程。并且采用偏光显微镜(POM)观察结晶形态。结果显示:降温速率越大,聚合物结晶峰越宽、聚合物开始结晶时的温度越低、结晶峰温度越低。GF起到异相成核的作用,使得HDPE/GF复合材料的成核速率高于纯HDPE,但由于纤维对晶体生长具有一定的阻碍作用,使其结晶焓较低。通过熔融曲线分析发现,降温速率和GF的加入对HDPE及HDPE/GF复合材料熔融温度和熔融峰温度的影响并不显著。采用莫志深法的研究结果与由动力学参数得出的结论相一致,HDPE/GF复合材料比HDPE更易结晶。POM等温结晶观察结果表明,HDPE/GF复合材料比HDPE的结晶速率更快,这与DSC和莫志深方程结果一致。