石墨烯/碳纳米管协同增强再生纤维素复合薄膜的导热性能研究

采用低温碱/尿素水溶液制备纤维素溶液,通过混合石墨烯纳米片(GNP)/多壁碳纳米管(MWCNT),制备一种具有水平方向(In-plane)高热导率的复合薄膜热界面材料。GNP/MWCNT纳米填料在纤维素基体中能稳定分散,并且多维形貌结构的导热填料之间形成协同效应,降低了填料-基体之间的界面热阻。结果表明,GNP与MWCNT质量比为5∶5时,填料质量分数为10%的再生纤维素(RC)复合膜显示出优异的导热性能,其中水平方向热导率为15.7 W/(m·K)和垂直方向(Through-plane)热导率为0.25 W/(m·K),同时表现出良好的拉伸强度65.8 MPa。此外,MWCNT对RC复合膜导热性能的协同效率( f )在MWCNT质量分数为5%时达到最大值0.68。该项工作中在纤维素基体构筑有效协同导热路径,为增强型热界面材料的结构设计提供了可行的参考。

无机纳米粒子协同无卤阻燃聚丙烯的研究进展

卤系阻燃剂对生态环境和人体健康有较大的危害,因此绿色环保的无卤阻燃剂得到了较为快速的发展。无卤阻燃剂主要包括无机阻燃剂、有机硅阻燃剂和无卤膨胀型阻燃剂等。用于聚丙烯无卤阻燃的主要有铝、镁等无机金属化合物类阻燃剂,以及利用聚磷酸铵为主体复配而成的一类无卤膨胀型阻燃剂。卤系阻燃剂存在阻燃效果低、添加量大等缺陷,严重损害基体的力学性能,而添加某些无机纳米粒子可在一定程度上提升其阻燃效果。本文围绕无机纳米粒子与聚丙烯这两大类阻燃剂的阻燃协同效应,概述了改善无机纳米粒子与聚丙烯基体分散性的表面改性方法,并阐述了无机纳米粒子协同阻燃聚丙烯的机理与发展现状。主要介绍了蒙脱土、海泡石、碳基填料等无机纳米粒子协同聚丙烯无卤阻燃复合材料的研究进展,并展望了无机纳米粒子无卤阻燃剂填充改性阻燃聚丙烯的发展趋势。

改性大麻纤维制备低生热丁苯橡胶复合材料及性能研究

大麻纤维(HF)质轻价廉,具有生物可降解性,有助于绿色环保型材料的发展,分别通过硅烷偶联剂(KH550和KH570)、胶乳浸渍、多巴胺(PDA)等材料对HF进行改性,制备HF/SBR复合材料。采用傅立叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、光电子能谱(XPS)等表征方式验证HF的改性效果,发现改性后力学性能增强,拉伸强度从仅用碱处理时的17.51MPa分别增加到22.63、20.73、24.25、20.59MPa。其中胶乳浸渍改性力学性能提升最显著,拉伸强度提高38%、断裂伸长率提高71%、撕裂强度提高22%,压缩疲劳温升分别降低18.7%、20%、25.8%、29.5%。

溶剂诱导制备PLLA/HA/GO三元复合材料及其性能研究

首先通过将羟基磷灰石(HA)及氧化石墨烯(GO)两种纳米填料预混合,得到紧密结合的复合填料,再通过非良溶剂诱导左旋聚乳酸(PLLA)相分离方式,制备了PLLA/HA/GO多孔复合膜。均匀分布的纳米填料能作为异相成核剂诱导PLLA结晶,使复合膜的结晶度由PLLA膜的53.7%提高到61.1%,实现在成型过程中由液-液相分离向固-液相分离的转变,从而影响膜表面的微观结构,并提高材料的热稳定性及力学性能。结果表明,PLLA复合材料的起始热降解温度由315 ℃提高到355 ℃,拉伸强度由35.6 MPa提高到46.7 MPa。除此之外,纳米填料中含有大量羟基、羧基等亲水基团,有效提高了膜的亲水性能,使表观接触角由122°降低到88°。

聚乳酸/二氧化硅超疏水材料的制备及其性能研究

本研究采用硅烷偶联剂KH570化学接枝与硬脂酸(SA)物理包覆相结合的方法对纳米二氧化硅(SiO2)进行有效改性,得到具有一定疏水效果并能在聚合物基体中有效分散的纳米填料,以聚乳酸(PLLA)为聚合物基体,通过非溶剂诱导相分离法制得了超疏水PLLA/SiO2复合膜,其表观接触角由纯PLLA的120°提高到153°。研究还发现,填料含量不同,基体的结晶性能也不同,随着改性纳米SiO2填料含量的增加,膜的结晶度从9.8%提高到17.19%,结晶度对材料表面粗糙结构的构建有重要作用,粗糙结构有助于表面疏水性能的提升。