Kevlar纤维增强尼龙6复合材料的力学性能

对Kevlar纤维进行了改性,使其成为己内酰胺阴离子开环聚合的活性中心,采用阴离子接枝法在Kevlar纤维(KF)表面接枝尼龙6低聚物,并与基体尼龙6混合,用挤出和注塑方式制备了尼龙6/改性Kevlar纤维(PA6/KF1)复合材料。ESEM和XPS分析表明,Kevlar纤维表面接枝上了尼龙6低聚物。比较了尼龙6/未改性Kevlar纤维(PA6/KF0)和PA6/KF1复合材料的力学性能及破坏形态,同时探讨了其破坏机理。结果表明,接枝尼龙6的KF1增强了KF与尼龙6复合材料界面的相互作用,拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量分别提高了20.69%、12.26%和14.23%,但冲击强度降低了8.2%;当复合材料被破坏时,未改性纤维表面只粘附有少量的树脂尼龙6,而改性纤维的表面有较多的树脂包覆层,呈部分非界面脱粘破坏,具有良好的界面结合能力。

Kevlar纤维改性尼龙6复合材料的等温结晶动力学及熔融行为

通过改性使Kevlar纤维（KF）成为己内酰胺阴离子开环聚合的活性中心,采用阴离子接枝法在其表面接枝上PA6低聚物,并与基体PA6混合,用挤出和注塑方式制备尼龙6/改性Kevlar纤维（PA6/KF1）复合材料。XPS,ESEM和FT-IR分析表明Kevlar纤维表面接枝上了PA6低聚物。DSC测试表明,Kevlar纤维对PA6结晶起异相成核作用,提高了PA6的结晶速率；由于表面接枝PA6的KF1与基体良好结合,阻碍了PA6分子链的迁移运动,导致其对PA6结晶成核作用不如未改性纤维（KF0）；在较低温度下（188-192℃）等温结晶后的PA6呈现Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ三重峰的熔融行为；而在较高温度（194℃）,纯PA6的熔融行为则呈现熔融双峰；KF的加入同时使PA6的熔融行为发生显著变化。

光谱法研究MC尼龙6/芳纶复合材料的结构

将经甲苯二异氰酸酯(TDI)和己内酰胺改性的Kevlar纤维作为MC尼龙6的增强体,X射线光电子能谱观察到改性后纤维表面C,N和O元素的含量发生了改变,谱峰也相应发生变化。从红外光谱分析发现,Kevlar纤维和MC尼龙6相混所得谱图只是二者红外谱图的简单叠加,而改性Kevlar纤维可作为己内酰胺阴离子开环聚合的活性中心,且接枝链上的酰胺基可以与基体尼龙形成较强的氢键,有利于提高界面结合。XRD测试表明Kevlar纤维的引入并没有明显改变MC尼龙6的晶型,但其晶粒将具有更严格的三维周期性结构。在相同纤维用量时,改性Kevlar纤维增强的MC尼龙6的晶粒较未改性纤维的完善。当纤维含量小于2%时,纤维的加入有利于生成完善的α球晶,纤维含量大于2%时,α球晶结构含量随着纤维用量的增多反而下降。

淀粉基完全生物降解材料的研究

将淀粉与大豆渣、PVA等复配制备完全生物降解材料,考察了大豆渣、PVA用量对淀粉基完全生物降解材料力学性能的影响,发现拉伸强度随大豆渣、PVA的增加呈先升后降的趋势,断裂伸长率随大豆渣的增大而逐步下降,随PVA的增加则先升后降。同时还对添加纸粉或碳酸钙对材料力学性能的影响进行了考察,发现两者对材料的增强均不明显,但却显著降低断裂伸长率。当淀粉∶豆渣∶PVA∶甘油∶碳酸钙的比例为60∶10∶6∶10∶2时,所得的淀粉基生物降解材料具有较好的力学性能,其拉伸强度和断裂伸长率分别达到3.5MPa和60%。所得淀粉基生物降解材料在100%湿度环境中的吸湿率测试表明,加入菜油或硬脂酸单甘酯可使吸湿率有所降低,而试样表面涂覆胶乳层吸湿率降低明显。将所得材料试样在腐殖土上放置7～8d,试样表面微生物大量生长,菌覆盖率达60%以上。

有机高性能Kevlar纤维表面改性研究

试图通过化学处理方法在Kevlar纤维表面引入活性基团 ,从而达到对Kevlar纤维进行表面接枝改性的目的。通过红外光谱分析方法研究了甲苯 2 ,4 二异氰酸酯 (TDI)接枝Kevlar纤维的反应 ,探讨了水解时间对其产物中—O—H基含量的影响 ;纤维水解对接枝反应 ,及其己内酰胺的封端处理对接枝产物的影响。结果表明 ,纤维水解后含有较多的—O—H基 ,且有利于接枝反应的进行 ;而己内酰胺的封端处理可以得到稳定化的接枝产物。证明了只要在纤维表面引入少数活性基团就会有效地改善纤维 /树脂界面的结合。

膨润土有机改性的FTIR和XRD研究

研究内容是制备有机膨润土以提高膨润土与有机相的相容性,同时观察膨润土的层状结构在有机化前后的变化情况。以钠基膨润土为原料,并用十八胺试剂作为有机插层剂取代膨润土层间的Na+,制得有机膨润土,且对其结构进行表征。FTIR和DTA-TG都证明有机插层剂已进入膨润土的层间;XRD表明膨润土的层间距由1.4增大到4.3 nm;从实验结果可知,钠化膨润土在各种指标上都比原钙基膨润土有显著的改善,如吸蓝量、膨胀容、胶质价、阳离子交换容量等。改性后的膨润土使其晶片层间的亲水环境改变为疏水环境以及增大晶片层间距离,从而有利于制备综合性能较好的复合材料。

提高淀粉耐水性能的研究

用乙二醛交联剂、有机硅烷偶联剂、十二烷基琥珀酸酐乳液(DDSA)酯化剂分别对淀粉进行改性,通过正交试验得到耐水性能较好的改性淀粉的合成配方及反应条件为:10 g淀粉,0.3 g氯化镁,4.5 mL乙二醛,在40℃下反应35 m in,所得交联淀粉的吸水率为19.48%,比原始木薯淀粉的吸水率35.4%低得多;KH-570有机硅烷偶联剂的量为8 mL,pH值控制在8.5左右,所得硅烷化淀粉的吸水率为20.85%;DDSA的量为7.5 mL,m(DDSA)∶m(壬基酚聚氧乙烯醚琥珀酸酯磺酸基钠盐)∶m(H2O)=1∶25∶46,pH值控制在8左右,所得酯化淀粉的吸水率为26.62%。红外分析结果表明,改性后淀粉的—OH减少,从而使耐水性得到提高。

Kevlar纤维的聚丙二醇及丁烯二醇改性研究

探讨了聚丙二醇 (PPG)及 2 丁烯 1,4 二醇对Kevlar纤维的改性机理 ,并采用红外光谱分析法考察了Kevlar纤维表面用甲苯 2 ,4 二异氰酸酯 (TDI)酯化的情况。同时分别分析了用聚丙二醇和丁烯二醇对Kevlar纤维封端后产物的红外光谱图 ,结果表明 :封端后样品在 170 0～ 172 0cm-1处的吸收峰得到了加强 ,即—NCO转化成—CONH— ,封端效果明显 ;在相同用量的条件下 ,丁烯二醇的封端效果明显优于PPG。文中还比较了不同的nTDI∶n丁烯二醇 值对稳定化产物封端效果的影响 ,表明过量的丁烯二醇不利于纤维的进一步反应 ,nTDI∶n丁烯二醇 应控制在 1∶1左右。

Kevlar纤维表面接枝改性及其稳定化

文章试图通过化学处理方法在Kevlar纤维表面引入活性基团,从而达到对Kevlar纤维进行表面接枝改性的目的.采用红外光谱分析甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)接枝kevlar纤维的表面组成,用己内酰胺及聚乙二醇PEG(400)对接枝物进行封端稳定化处理;分析了不同nTDI:nPEG值对其产物表面组成的影响.实验结果表明,当nTDI:nPEG=1:3时,接枝后红外谱图在3 300 cm-1处的吸收峰强度有所减弱,而在1 700～1 720 cm-1处得到加强;当nTDI:nPEG=1:1和1:2时,接枝后红外谱图在3 300及1 700～1 720 cm-1处的吸收峰强度基本相同.nTDI:nPEG=1:3时稳定化效果最佳.

Kevlar纤维增强尼龙6复合材料的界面结晶效应

采用阴离子接枝法对K ev lar纤维(KF)进行改性。利用偏光显微镜研究了未改性K ev lar纤维(KF 0)和改性K ev lar纤维(KF 1)增强尼龙6复合材料的结晶情况,界面横晶的形成机理及影响因素。结果表明,在尼龙6/KF复合体系中,KF 0和KF 1的加入都能诱发其表面的基体PA 6形成横晶,在低温下纤维的诱发横晶能力小,形成的横晶不致密、不完整;在高结晶温度Tc下形成的横晶完整而致密,纤维的诱发横晶能力大;KF 1与基体有较强的结合力,故其诱发横晶能力较KF 0强。

硬聚氯乙烯/蒙脱土纳米复合材料的制备与性能

以蒙脱土为主要原料,通过适宜的有机物插层剂对其改性研制有机蒙脱土。利用高聚物PVC的亲油性,且运用插层技术将聚合物熔融插入有机蒙脱土层间,将蒙脱土片层剥离出来,使之纳米级地分散在PVC相中,从而制得硬聚氯乙烯(PVC-U)/层状硅酸盐纳米复合管材,管材的力学性能得到了较大的改善。同时,FT-IR和XRD也证实了蒙脱土已均匀地分散在PVC基体中。此外,文中还用热重分析仪考察了复合材料的热性能,蒙脱土的加入提高了PVC的耐热等级。

高强度铸造用植物油沥青粘结剂

用蒸馏厂的下脚料———各种植物油沥青为主要原料,用聚酯废弃物为改性剂,经酯化等工艺制备成高强度铸造用粘结剂。经性能测试表明,其可以代替桐油粘结剂,用于I级型芯的粘结。由于这些原材料都是工业下脚料,来源丰富且合成工艺简单,因此成本低廉。

尼龙6/Kevlar纤维复合材料的非等温结晶行为及熔融特性

采用阴离子接枝法对K ev lar纤维(KF)进行表面改性,并用挤出方式分别制备尼龙6/未改性K ev lar纤维(PA 6/KF 0)及尼龙6/改性K ev lar纤维(PA 6/KF 1)复合材料。利用差示扫描量热仪(DSC)研究了KF 0和KF 1对PA 6/KF复合材料非等温结晶行为与熔融特性的影响,并与PA 6进行比较。结果表明,KF 0和KF 1起成核作用,提高了基体PA 6结晶的起始温度Tconset,减小其总结晶时间ttotal,同时提高了PA 6熔融时低温峰的相对强度,其中KF 1的效果更为明显;随着冷却速率β的加快,PA 6/KF 0和PA 6/KF 1复合材料中PA 6组分与纯PA 6一样,其Tocnset移向低温,且PA 6的熔融热谱由单重熔融峰向双重熔融行为转变。

Kevlar纤维表面改性对PA6/Kevlar纤维复合材料非等温结晶与熔融行为的影响

用差示扫描量热法(DSC)研究了尼龙6(PA6)及Kevlar纤维(KF)表面改性对PA6/KF非等温结晶与熔融行为的影响。非等温结晶结果表明,KF起到成核作用,提高了基体PA6的起始结晶温度TConset和总结晶时间ttotal,但是改性后的KF1(经己二酰氯处理,己内酰胺稳定化并阴离子接枝尼龙6的KF)的成核作用不如未改性的KF0(未改性KF)显著;非等温结晶的熔融行为表明,KF的引入使得低温峰的熔融温度和相对强度都比纯PA6的高,KF起到了成核作用,使得结晶的完善程度提高。

膨润土的短碳链季铵盐改性研究

以自制的钠基膨润土为原料、用四甲基氯化铵和四丁基氯化铵作为有机插层剂与膨润土层间的Na+交换,制备出有机膨润土,并经红外光谱分析(IR)、差热分析(DTA)和X-ray衍射分析(XRD)等测试手段对其结构进行表征。讨论了不同的季铵盐对有机膨润土性能的影响。实验表明,表面活性剂离子进入膨润土晶片层间,使其晶片层间的亲水环境改变为疏水环境以及增大晶片层间距离,增加膨润土与有机相的相容性,为制备高聚物/膨润土纳米复合材料奠定基础。

MC尼龙6/Kevlar纤维复合材料的动态流变性能

利用应力熔体流变仪研究了MC尼龙6及MC尼龙6／Kevlar纤维（KF）复合材料的动态流变性能。结果表明，随着剪切频率ω的增加，MC尼龙6及其复合材料熔体的动态黏度η均减小，储能模量G′和损耗模量G″均增大；随着纤维用量的增加，MC尼龙6的熔体黏度呈增加的趋势；低频率时，纯MC尼龙6熔体以粘性流动为主，高频率时，熔体以弹性流动为主；加入纤维后，复合材料的熔体以粘性流动为主，且不同纤维含量的复合材料有着相似的G′～ω和G″～ω。这些结论也可由lgG′～lgG″关系图得到。

聚酯废弃物改性植物油沥青粘结剂的红外研究

采用蒸馏厂的下脚料———各种植物油沥青(棉油沥青、豆油沥青、混合油沥青)为主要原料,用聚酯废弃物为改性剂,经裂解、酯化等工艺制备成三种铸造用植物油沥青粘结剂(MB)。同时采用红外光谱和热重分析等手段对该三种粘结剂的基团结构,性能与固化机理进行探索,并与合脂粘结剂比较。结果表明:改性粘结剂的主要成分与合脂粘结剂大致相同,且具有更高的干拉强度、更慢的发气速度等优异性能,达到甚至超过合脂粘结剂的性能,可用于Ⅰ级型芯砂的粘结,而且成本低廉。

Kevlar纤维表面改性对PA6/Kevlar纤维复合材料等温结晶行为的影响

用差示扫描量热仪(DSC)研究了KF表面阴离子接枝尼龙6对PA 6/KF复合材料等温结晶行为的影响。结果表明,PA 6的等温结晶过程主要为成核作用控制;未接枝的KF对PA 6结晶起异相成核作用,提高了PA 6的结晶速率;表面阴离子接枝尼龙6的KF对PA 6结晶仍起异相成核作用,但由于复合材料的界面相互作用提高,同时又会阻碍PA 6分子链的迁移运动,导致表面阴离子接枝PA 6的PA 6/KF复合材料中PA 6组分的结晶速率虽比纯PA 6大,但比未接枝PA 6的PA 6/KF复合材料小,且结晶度也有所下降。

硬脂酸稀土对PVC热稳定性的作用机理研究

采用FT-IR及XRD对硬脂酸稀土稳定剂进行结构表征，可知硬脂酸稀土中硬脂酸酸根与稀土离子间的作用主要是离子键性质的，且硬脂酸土具有层状晶体结构，晶层中稀土离子倾斜于基面。刚果红法测定结果表明，随着硬脂酯稀土用量增加，PVC的热稳定时间呈现增加的趋势，且4种不同稀土硬脂酸盐稳定能力大小顺序为Last〉Ndst〉Yst〉Dyst。通过FT-IR对PVC稀土稳定体系稳定机理进行预测，结果表明Last和Ndst两种稀土稳定剂取代不稳定的CI原子，阻止PVC分子链上脱HCL反应，改变构象使其达到稳定的效果。Yst和Dyst在改变构象方面贡献较不明显。

硬脂酸稀土用作PVC的稳定剂的研究

采用XRD对硬脂酸稀土稳定剂进行结构表征，可知硬脂酸稀土具有层状晶体结构，晶层中稀土离子倾斜于基面。热稳定性能研究采用电导率法及刚果红法进行测定，电导法测定结果表明硬脂酸稀土的热稳定性优于传统的金属皂类(锌、钙皂)及有机稳定剂，与有机锡相当。刚果红实验表明随着硬脂酸稀土用量增加，PVC的热稳定时间呈现增加的趋势，且四种不同稀土硬脂酸盐稳定能力大小顺序为硬脂酸镧(Last)>硬脂酸钕(Ndst)>硬脂酸钇(Yst)>硬脂酸镝(Dyst)。通过FT-IR对PVC稀土稳定体系稳定机制进行预测，硬脂酸稀土良好的热稳定性归功于其特殊的电子层结构，Last和Ndst两种稀土稳定剂能取代不稳定的Cl原子，或与Cl原子形成稳定的络合物，阻止PVC分子链上脱HCl反应，改变构象使其达到稳定的效果。Yst和Dyst在改变构象方面贡献较不明显。