叠片式密炼机转子结构对混合特性的影响

利用自行设计的基于微分原理的叠片转子密炼机,对不同结构转子的混合特性进行了实验研究和理论分析。通过数值模拟的方法,对不同结构转子混炼流场特性和混合作用进行了理论分析;借助于混合实验,对不同结构转子的混合效果进行了评估和表征。研究结果表明,随着螺棱的螺旋角从21.7°减小到7.6°,混炼流场的拉伸作用变弱了,更少比例的物料经历高水平的累积解聚功和时间平均混合效率;同时,实验制得的环氧树脂/碳纳米管样品的拉伸强度从65.34MPa减小到62.82 MPa,断裂伸长率从5.74%减小到5.31%。螺棱的长短棱之比对混合指数几乎没有影响,对累积解聚功和时间平均混合效率影响较小;当螺棱长短棱之比为2∶1时,样品具有更高的拉伸强度65.42 MPa和更高的断裂伸长率5.95%。

微波膨胀石墨薄片/聚氨酯纳米复合材料的制备及表征

通过改进的Hummers法制备了高氧化程度的氧化石墨(GO),再利用微波膨胀制备了石墨纳米薄片(wGO),并采用X射线能谱分析(EDS)、热重分析(TGA)、元素分析、红外分析对GO和wGO进行测试。结果表明,wGO中O含量较GO中明显减少,说明微波膨胀能还原GO,使其表面含氧基团减少;进一步采用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)对wGO的结构和形貌进行表征,表明微波法使GO层间距增大,剥离效果明显。利用溶液法原位聚合制备了wGO/聚氨酯弹性体(TPU)纳米复合材料,扫描电镜(SEM)观测显示,wGO在TPU基体中有良好的分散性;当wGO的质量分数为3%时,拉伸强度提高了116.1%;当其质量分数为2%时,导热性能和导电性能分别提高了72.4%和6个数量级。wGO/TPU纳米复合材料的微相分离程度更高,在室温下有更高的储存模量。

超声场对高密聚乙烯/硫酸钙复合材料混炼过程和性能的影响

首次在双转子连续混炼过程中引入超声场作用,利用自行设计的超声混炼加工一体化设备制备了高密度聚乙烯/硫酸钙(HDPE/CaSO4)复合材料。通过差示扫描量热(DSC)分析、旋转流变仪、扫描电子显微镜(SEM)、万能拉伸试验仪,研究了超声功率对于复合材料晶体结构、流变性能、分散相的分散程度以及力学性能的影响。研究发现,在超声功率为0W^180W的范围内,结晶度随超声功率的增加而增大,当超声功率为270W时,结晶度有降低;超声作用有效地改善了CaSO4颗粒的团聚现象,使其在HDPE基体中分布更加均匀,提高了HDPE/CaSO4复合材料的力学性能,当超声功率为180W时,其综合力学性能最优,拉伸强度、断裂强度及断裂伸长率分别提高了10.5%、21.7%、8.4%;超声作用有效地降低了HDPE/CaSO4复合材料的黏度,当超声功率为90W时,其黏度下降程度最大,超声场有效的改善了其加工性能。