具有原位导电微纤网络的CB／PET／PE复合材料的力学性能

在前期热塑性塑料原位成纤研究的基础上，尝试利用原位成纤方法制备炭黑(CB)／聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)／高密度聚乙烯(HDPE)原位导电微纤网络复合材料(CEMN)，以期增强复合体系的力学强度。通过对CEMN体系与CB／PE体系的力学性能测试发现，CEMN体系的拉伸强度低于普通CB／PE复合物。为增强复合体系的力学性能，应改变加工过程及降低体系中CB的用量。

通过挤出-热拉伸制备CB/PET/PE导电复合材料

在前期热塑性塑料原位成纤研究基础上,尝试通过挤出-热拉伸制备原位微纤化炭黑(CB)/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)/高密度聚乙烯(HDPE)导电复合材料。先将CB/PET熔融混合制成母料,再将母料和HDPE按一定的比例挤出-热拉伸。实验发现,体系成纤性能受母料的熔融粘度影响。在相对低的CB含量下,复合物能形成较好的原位微纤,从而具有较好的电性能。

通过微观形态控制降低导电高分子复合材料逾渗值的研究进展

降低复合型导电高分子材料的逾渗值是实现材料低成本化和高性能化的关键。这方面的研究一直以来都受到学术界和产业界的广泛关注。本文介绍了近年来通过微观形态控制手段降低导电高分子复合材料逾渗值的研究状况。文章将现有的形态控制方法归纳为双逾渗方法、隔离分布方法、原位微纤方法、自组装方法等七大类,并从微观形态实现机理、形态与电性能关系、应用前景等方面对这些方法进行了讨论。此外,本文还对该研究领域未来发展趋势作了展望。

具有“沙袋”结构的PP/EPDM/CB导电复合材料的增韧机理研究

研究了含"沙袋"结构的聚丙烯(PP)/(乙烯/丙烯/二烯)共聚物(EPDM)/炭黑(CB)三元导电复合材料的增韧机理。结果表明,含"沙袋"结构的导电复合材料体积电导率和缺口冲击强度同步增长的原因在于其特殊的增韧方式,在外力冲击过程中,PP基体受CB粒子的拉伸成纤以及纤维的伸长与断裂是这种特殊三元导电复合材料吸收冲击能量的主要手段之一。

具有原位导电微纤网络的CB/PET/PE复合材料的力学性能

在前期热塑性塑料原位成纤研究的基础上 ,尝试利用原位成纤方法制备炭黑 (CB) /聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET) /高密度聚乙烯 (HDPE)原位导电微纤网络复合材料 (CEMN) ,以期增强复合体系的力学强度。通过对CEMN体系与CB/PE体系的力学性能测试发现 ,CEMN体系的拉伸强度低于普通CB/PE复合物。为增强复合体系的力学性能 ,应改变加工过程及降低体系中CB的用量。

具有“沙袋”结构的PP/EPDM/CB导电复合材料的形态构建及性能研究

提出通过构建类似拳击训练沙袋的硬核-软壳分散相结构来同时实现导电高分子复合材料的高电导率和高韧性这一设想,并通过两步熔融共混法构建了这种具有"沙袋"分散相结构的聚丙烯(PP)/三元乙丙橡胶(EPDM)/炭黑(CB)导电复合材料,其中CB粒子选择性分布于EPDM分散相中。通过定量计算发现,无论从热力学角度还是从动力学角度,CB粒子均倾向于选择性分布于EPDM中,这也阐明了"沙袋"分散相结构的形成机理;性能测试表明,这种具有"沙袋"分散相结构的导电复合材料的体积电导率和缺口冲击强度随CB含量的增加呈现反常的同步增长。

共混工艺对PA6/EPDM/nano-CaCO_3三元复合材料形态与性能的影响

研究两种共混工艺对PA6/EPDM/nano-CaCO3三元复合材料形态与性能的影响。即一步法:PA6、EPDM和nano-CaCO3直接熔融挤出共混;二步法:EPDM和nano-CaCO3先混炼制得母料,母料再与PA6熔融挤出共混。研究发现:二步法工艺会使nano-CaCO3选择性分布在EPDM相中形成"沙袋结构"。"沙袋结构"粒子具有独特的"微纤化"断裂耗能方式,可以有效地改善复合材料的韧性与刚性。

膨胀阻燃剂／蒙脱土协同作用对聚丙烯性能的影响

以膨胀型阻燃剂(IFR)为阻燃剂、蒙脱土(MMT)为协效剂、PP-g-MAH为增容剂,对聚丙烯(PP)进行阻燃改性。研究了阻燃剂和协效剂对PP燃烧性能、力学性能和加工性能的影响,并运用热重分析(TGA)和差热分析(DTA)表征了阻燃PP的热降解过程,通过扫描电子显微镜(SEM)观察燃烧残余物的炭层形貌。结果表明,MMT的加入削弱了PP/IFR体系的阻燃性能和力学性能,但在一定程度上解决了体系燃烧时的浓烟现象;当IFR用量为35份时,体系的垂直燃烧性能达到FV-0级,燃烧残余物形成致密的炭层,且具有良好的力学性能和加工性能。

EPDM/纳米CaCO_3预混料动态力学性能及其对聚丙烯基三元复合材料韧性的影响

采用熔融法分别制备了三元乙丙橡胶(EPDM)/纳米碳酸钙(CaCO3)二元预混料及其与聚丙烯(PP)共混的三元复合材料。利用动态力学分析仪研究了纳米CaCO3含量和共混时间对EPDM/纳米CaCO3二元预混料的动态力学性能的影响,利用扫描电子显微镜分析了分散相纳米CaCO3和EPDM在PP基体中的形态。结果表明,常温下,纳米CaCO3含量为70%(质量分数,下同)、共混时间为15 min时,EPDM/纳米CaCO3二元预混料的储能模量、损耗模量和损耗角正切的值最高;纳米CaCO3与EPDM组成的二元共混物分散于PP基体中,通过纳米CaCO3团聚体及EPDM协同变形、界面脱黏成纤及诱导剪切带的形成耗散外界作用能,显著提高了PP/EPDM/纳米CaCO3三元复合材料的冲击强度。

炭黑填充PET/PE导电原位微纤化复合材料

根据炭黑(CB)粒子在聚合物中的选择性分布理论,通过工艺控制,使CB粒子主要分布在微纤表面。本工作将CB粒子首先与聚乙烯(PE)共混,再与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)熔融混合-挤出-热拉伸-淬冷。形态观察表明,CB粒子可以良好地分布于PET微纤表面。电性能测试表明,分布于微纤表面的CB粒子有助于微纤之间的电子传导,该复合材料的正温度系数(PTC)较强,而负温度系数(N TC)较弱。

矿用电器外壳材料改性ABS的研制

以丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS)为基体材料,加入阻燃剂(溴-锑阻燃体系)、抗静电剂、增韧剂制备了矿用电器外壳材料。考察了不同阻燃剂、抗静电剂、增韧剂对ABS性能的影响。结果表明:选用优化配方的阻燃抗静电ABS复合体系具有良好的阻燃和抗静电性能;分别采用SBS、ABS髙胶粉、MBS对阻燃抗静电ABS进行增韧,ABS髙胶粉增韧效果最好,当其质量分数为15%时,制品在-25℃、冲能7J时不损坏、无裂纹,而且对材料阻燃性未造成影响;利用该改性ABS材料制备的电器外壳各项性能均能满足矿用标准要求。

CB含量对微纤化导电复合材料CB/PET/PE非等温结晶的影响

采用差示扫描量热仪(DSC)研究了不同CB含量的原位微纤化复合材料CB/PET/PE在不同的冷却速率(2.5℃/min,5℃/min,10℃/min,20℃/min)的非等温结晶行为,采用扫描电子显微镜(SEM)观察微纤形态。结果表明,随CB含量增加,复合材料结晶起始温度降低,且相对结晶速率减小。SEM观察发现,CB的加入改变了微纤形态,随CB含量增加,CB粒子逐渐占据了微纤表面且纤维形态变差。

碳纳米管的表面修饰及其在聚合物中的应用

介绍了碳纳米管的有机共价键化和有机非共价键化修饰,以及碳纳米管在聚合物中应用的情况。通过碳纳米管表面修饰技术制备可溶性碳纳米管,可以解决碳纳米管的纯化和分散问题。碳纳米管具有特殊的结构,独特的电学、力学性能和化学稳定性,在场发射器件、电子晶体管、储氢、太阳能利用、高效催化剂等方面具有诱人的应用前景。

PA6基“沙袋结构”复合材料的形态及力学性能

研究了弹性体种类、预混料中纳米CaCO3的质量分数对纳米CaCO3/弹性体/PA6三元复合体系中纳米粒子的分布、分散相形貌以及力学性能的影响。研究发现,纳米CaCO3/弹性体预混料中纳米粒子质量分数为30%时,纳米CaCO3粒子及其团聚体被弹性体所包覆,形成比较完整的"沙袋结构",利用沙袋结构内粒子团聚体的变形吸收能量,三元复合材料的冲击强度明显提高。

PET与PE混合物的回收——原位微纤化方法及其性能研究

研究了原位微纤化方法在回收聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和高密度聚乙烯(HDPE)混合物方面的应用。本文通过四次挤出模拟塑料制品在环境中遇到的热氧作用和多次回收过程,研究了原位微纤化PET/HDPE共混物以及普通PET/HDPE共混物的性能变化。结果表明,随着挤出次数的增加,PET/HDPE普通共混物的拉伸性能和加工性能均下降,而PET/HDPE原位微纤化共混物的屈服强度得到了较大提高,同时模量也得到一定的提高。

碳纳米管填充导电橡胶的研究进展

介绍了碳纳米管(CNTs)的处理改性以及CNTs填充导电橡胶的制备方法,分析了CNTs填充导电橡胶的导电机理及导电逾渗行为,并综述了CNTs填充导电橡胶的力敏特性和驰豫现象。

炭黑填充复合型导电聚合物的压阻特性

总结了炭黑填充复合型导电聚合物的压阻特性与炭黑导电网络、压力和时间等条件的关系,阐述了加工工艺参数、导电填料、基体性质等对导电聚合物压阻特性的影响,并介绍了通过加入SiOx纳米材料或适当交联基体等改善压阻特性重复性和稳定性的方法。

EPDM对PP结构发泡材料泡孔形态的影响

利用毛细管流变仪、动态流变仪、差示扫描量热仪(DSC)和金相显微镜等研究了三元乙丙橡胶(EPDM)对聚丙烯(PP)熔体性能、PP相对结晶度和泡孔形态的影响。研究结果表明,当EPDM质量分数低于10%时,EPDM/PP共混物具有和PP相似的熔体黏度,但熔体强度和相对结晶度较低。当EPDM质量分数为9.5%时,制得了泡孔密度为2.3×105个/cm3、泡孔尺寸为90μm左右的结构发泡聚丙烯,EPDM显著提高了体系泡孔成核率。

矿用反应型无卤有机注浆加固材料阻燃性能研究

针对普通聚氨酯注浆加固材料(PU)卤素含量高,造成煤化工企业催化剂中毒失活的问题,合成了一种反应型无卤有机注浆加固材料(PU-NH);借助极限氧指数(LOI),探究PU-NH的阻燃性能;通过热重差示扫描量热分析(TG-DSC)和锥形量热分析,探究PU-NH的热稳定性和燃烧性能。结果表明:PU-NH为难燃材料,与PU相比,PU-NH表现出更优异的热稳定性能,且PU-NH烟释放量降低了39.3%,一氧化碳释放量降低了50.75%。材料燃烧后炭渣的扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)的表征结果表明:PU-NH燃烧后炭渣呈“蜂窝状”结构,燃烧时表面形成一层蓬松而致密的炭层,可有效隔绝氧气,并降低热传导速率,这是材料表现出良好阻燃性能的根本原因;同时,PU-NH炭渣中碳元素高,也有利于炭层的形成,提高了耐氧化能力。煤矿井下注浆试验结果表明,PU-NH的性能高于煤矿加固煤岩体用高分子材料的行业标准,加固后可有效提高煤岩体承载能力,保障工作人员生命安全。

导电原位微纤化复合材料的有机液体响应特性

通过熔融预混合-高温挤出热拉伸-淬冷-低温成型方法制备导电原位微纤化CB/PET/PE材料,CB选择性分布在PET微纤中,微纤相互搭接形成导电网络。将试样浸入二甲苯溶液测试其电性能对有机液体的敏感性,结果表明,原位微纤化CB/PET/PE材料的电阻率迅速升高,相对于普通CB/PE导电复合材料有更高的响应强度,这是由其特殊的微观结构和形态决定的;另外,材料电阻率的变化与其厚度相关,当试样厚度由140μm增加至500μm时,材料的电阻率对二甲苯的敏感程度降低。