短切CF/PEEK复合材料的制备及抗紫外老化性能

CF/PEEK复合材料因轻质高强、耐腐蚀抗老化等特点,在各领域中被广泛应用,而其在成型过程中不可避免地会产生边料、废料,因此针对CF/PEEK回收再利用的研究很有意义。由于PEEK熔点高、溶体粘度大等特点,此类材料回收再利用困难,本工作通过添加一定量的PEEK树脂粉末的方法,改善短切预浸料的热压工艺性,通过紫外线加速老化实验,研究紫外老化对复合材料微观形貌、力学性能等的影响,并结合主成分分析法综合评价短切CF/PEEK复合材料的抗紫外老化性能,为热塑性预浸料和热塑性复合材料制品的回收再利用提供参考。研究结果表明:添加了树脂粉末的复合材料表面质量和力学性能得到明显的提高。试样表面的树脂基体在紫外老化作用下会出现粉化开裂并逐渐脱落的现象,在表面形成孔洞、裂纹等缺陷,紫外老化时间越长,复合材料表面受损越严重,力学性能下降越明显。通过主成分分析法得到,树脂添加量对短切CF/PEEK复合材料的抗紫外老化性能影响不大。

纳米材料对生物沥青流变性能和抗紫外老化性能影响研究

为提升生物油沥青的高温性能和抗紫外老化性能,拓宽其应用范围,采用3种纳米材料对生物油沥青进行改性,采用动态剪切流变仪和弯曲梁流变仪对其流变性能进行评价,采用紫外可见光谱仪评价其紫外吸收能力,同时对比分析不同种类纳米材料改性生物油沥青在紫外老化条件下的性能变化。结果表明,纳米材料的加入弥补了生物油沥青高温稳定性不足的局限,提升效果大小为纳米TiO 2>纳米ZnO>纳米SiO 2,同时对生物油沥青的低温抗裂性能有一定消极作用,但仍然优于基质沥青;在抗老化性能方面,纳米材料的加入大幅度提升了生物油沥青的紫外吸收能力和抗紫外老化性能,提升效果大小为纳米ZnO>纳米TiO 2>纳米SiO 2。综合考虑,纳米ZnO能更好地增强生物油沥青抵抗复杂环境下性能衰变的能力,延长沥青服役寿命。

纳米TiO_2涂层耐蚀性及抗紫外老化性能研究

通过添加改性纳米TiO2获得纳米复合涂层。采用紫外线加速老化试验和盐雾试验考察纳米复合涂层的抗紫外老化腐蚀性能。利用电化学测试(EIS)监测老化过程涂层性能变化并研究了纳米TiO2材料在涂层老化过程中的作用。结果表明,纳米TiO2材料的加入能够同时提高彩涂板涂层的抗老化及耐腐蚀性能,纳米TiO2质量分数为1%左右时其抗老化及耐腐蚀性能最佳。

4,4′-二硫代二吗啉交联丁苯橡胶改性沥青的抗紫外老化性能

为了考察紫外老化对交联丁苯橡胶改性沥青的性能及微观结构的影响,用4,4′-二硫代二吗啉对丁苯橡胶改性沥青进行交联改性,通过对不同老化时间下交联改性沥青的物理性能试验,并结合微观结构分析及图像处理的方式,借助拟合结果综合分析了紫外老化过程中改性沥青的性能和微观结构及其面积比的变化。结果表明,在紫外老化7~21 d的过程中,老化速率较快且各项性能变化明显,老化28 d后试样的微观溶胀面积比从21.41%减少至13.11%,沥青与改性剂的稳定两相“海-岛”交联体系结构逐渐被破坏。溶胀面积比的变化趋势与针入度、软化点和旋转黏度的拟合程度较高,但与延度的变化不存在明显规律。长期紫外老化后交联改性沥青的低温性能严重下降,不适用于高紫外辐射且寒冷的地区。

三聚氰胺聚磷酸盐-双季戊四醇-硼酸锌复配改善木塑复合材料的阻燃及抗紫外老化性能

为同时改善木塑复合材料(WPC)的阻燃及抗紫外老化性能,采用膨胀型阻燃剂三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)、双季戊四醇(DPER)、协效剂硼酸锌(ZB)与木粉(WF)、聚丙烯(PP)共混制备具有一定阻燃耐候功能的木塑材料;通过力学性能测试,热重分析、氧指数测试、烟密度测试、锥形量热仪分析及扫描电镜分析,筛选出阻燃效果较优组,并测试该组别下WPC的抗紫外老化性能。结果表明:当m(MPP)∶m(DPER)=2∶3时,WPC热降解温度升高18.6℃,残炭率达21.6%;氧指数达29.9,烟密度为40.55;阻燃剂复配后,燃烧热释放速率、总热释放量、烟释放量、质量损失率与对照组相比,分别降低了31.9%、45.0%、72.4%、28%;复配阻燃体系能够使燃烧材料表面形成连续紧凑的炭层。750 h抗紫外老化性能测试表明,ZB能够使WPC表面颜色变化减缓,力学性能损失降低,表面裂隙较少,表明ZB具有一定的抗紫外老化作用。

布敦岩沥青改性沥青抗紫外老化性能试验研究

利用残留针入度比和质量变化作为评价标准,对布敦岩沥青改性沥青的抗紫外老化性能进行了试验研究。结果表明,热老化和紫外老化后,10%掺量的BRA改性沥青的残留针入度比均比A-110基质沥青分别提高26.7%和29.9%;A-110和A-110+10%BRA两种沥青质量均有损失,但BRA改性沥青的损失率比A-110基质沥青要小18.8%;紫外老化后,A-110和A-110+10%BRA两种沥青质量均有增加,但BRA改性沥青的增长率比A-110基质沥青要小69.9%。布敦岩沥青能够有效提高沥青的抗紫外老化性能。

交联聚苯乙烯/云母复合材料抗紫外老化性能研究

通过紫外加速老化试验研究交联聚苯乙烯(CLPS)和CLPS/云母复合材料的抗紫外老化性能。从力学、分子结构及耐热性能等方面探讨云母对CLPS抗紫外老化性能的影响。结果表明,随着辐照时间的延长,CLPS和CLPS/云母复合材料的拉伸强度、冲击强度和弯曲强度均呈下降趋势,CLPS/云母复合材料力学性能的保持率基本都高于CLPS,并且云母含量越大力学性能保持率越高。与CLPS/云母复合材料相比,CLPS在紫外辐照18 d后红外谱图出现明显的C=O吸收峰。热重分析表明,紫外老化后CLPS/云母复合材料的热稳定性能优于CLPS。研究结果证明掺杂云母对交联聚苯乙烯抗紫外老化性能有明显的提高。

表面构建聚多巴胺制备抗紫外线PBO纤维

基于聚对苯撑苯并双噁唑(PBO)纤维分子链中噁唑五元环不稳定,紫外光辐射下噁唑环发生开环,大分子发生断裂,导致力学性能急剧下降的问题,通过PBO纤维表面涂覆聚多巴胺(PDA)分子链的方法,合成了耐紫外PBOPDA改性纤维。采用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、广角X射线散射等分析手段研究了表面涂覆对PBO纤维表观形貌、超分子结构、微纳结构及抗紫外老化性能影响。结果表明:经过288 h紫外光辐射,PBO纤维分子链中产生酰胺基团,结晶峰的位置较老化前相对向右移动,结晶区的微小晶体发生相对滑移,结晶度、晶面取向度降低,结晶区出现解取向,原纤间微孔的直径、长度增大,纤维表面出现多条平行排列细长条纹,纤维力学强度急剧下降;而改性PBO-PDA纤维氮气氛围下热分解温度为693.6℃,仍具有良好的热分解稳定性,经紫外老化288 h后的PBO-PDA纤维具有较好抗紫外线能力,表层PDA分子链可有效阻隔紫外光对内部PBO纤维的破坏,纤维结晶度改变较小,纤维内部微孔直径长度增大幅度较小,分子结构没有额外基团产生,拉伸强度仍为1.55 GPa,拉伸强度保留率为37.26%。

抗紫外老化高强聚酯纤维的制备与性能研究

针对制备抗紫外老化高强聚酯纤维对添加剂分散性和聚酯相对分子质量的要求,选用双苯并噁唑二苯乙烯(OB-1)作为紫外吸收剂,采用原位聚合和固相增黏法制备了抗紫外老化增黏聚酯,再通过低速纺丝、多倍拉伸的方法纺制了抗紫外老化高强聚酯纤维。结果表明:OB-1不影响聚酯的聚合和增黏过程,随着OB-1的加入,聚酯熔体非牛顿指数降低;添加OB-1质量分数0~0.05%,所得抗紫外老化增黏聚酯切片的特性黏数大于0.85 dL/g,抗紫外老化高强聚酯纤维断裂强度大于6.8 cN/dtex,达到了产业用高强聚酯纤维的要求;经过300 h人工氙灯加速老化,添加OB-1质量分数0.05%的聚酯纤维强度保持率达到96%,抗紫外老化效果好。

苯乙烯-丙烯腈共聚物对聚氯乙烯加工性能及抗紫外老化行为的影响

通过苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)共混改性聚氯乙烯(PVC),制备了PVC/SAN共混材料。利用转矩流变、色差分析、表面形貌分析、元素分析等方法研究了PVC/SAN共混材料的加工性能和抗紫外老化性能。结果表明,SAN的加入可促进PVC的塑化,改善其加工性能;同时SAN具有较强的紫外光吸收能力,能抑制PVC脱氯化氢,显著降低紫外老化时PVC颜色变暗、变红和变黄的速率;此外SAN的引入使PVC/SAN共混材料表面平整、致密,可以有效阻止紫外光和氧气深入到材料内部造成严重的破坏,从而显著提高PVC的抗紫外老化性能。

共混纺丝法制备抗紫外老化高强PET纤维的性能研究

选用UV-1577作为抗紫外老化剂,与特性黏数为0.98 d L/g的高黏聚酯(PET)切片共混,采用共混添加的方法得到抗紫外老化PET功能母粒,再与高黏PET切片进行共混纺丝,通过低速纺丝、多倍拉伸制备了抗紫外老化高强PET纤维。结果表明:UV-1577对高黏PET的共混和纺丝过程不会造成影响,随着UV-1577的加入,高黏PET非牛顿指数降低;当UV-1577质量分数为5.0%时,共混体系熔融温度从248℃上升到252℃,终止结晶温度从178℃上升到200℃;经过300 h人工氙灯加速老化,添加UV-1577改性高强PET纤维的端羧基指数变化程度明显下降,具有良好的抗紫外老化性能,其中UV-1577质量分数5.0%的高强PET纤维强度保持率达到95.6%。

提高微孔聚氨酯弹性体抗紫外光老化性能的研究

分析了微孔聚氨酯弹性体材料在日光照射下发生光老化的原因。考察了抗氧剂 2 6 4(BHT)、紫外线吸收剂UV 5 31、UV 9、UV P对提高材料抗光老化性能的影响 ,实验结果表明 ,BHT与UV P并用时材料具有良好的光稳定性 ,机械性能保持率较高。

纳米粒子复合苯丙乳液制备及抗紫外光老化性能研究

研究了纳米粒子种类和用量对苯丙乳液抗紫外老化性能的影响。透射电镜分析表明,乳液中纳米粒子达到了纳米级分散效果,被聚合物包覆情况良好。纳米SiO2和纳米TiO2对复合乳液的抗紫外性能有不同程度的改善,复合乳液中2种纳米粒子的协同效应表现突出,加入0.1%SiO2+0.1%TiO2的复合乳液,紫外光透过率在225nm以上的波长区间内比未加纳米粒子样品降低20%以上,在250～300nm的波长范围内降幅达到30%左右。复合乳液胶膜的耐紫外线老化性较未加纳米粒子的乳液胶膜有所提高,纳米粒子含量为0.1%TiO2+0.1%SiO2时胶膜的抗粉化和抗变色最佳。

PVC/MBS/EVA共混物的制备及其抗紫外光老化性能

采用熔融共混法制备了聚氯乙烯(PVC)/甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(MBS)/乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)共混物。研究了不同配方共混物薄膜经紫外光老化前后的羰基、共轭双键含量变化,并对共混物经紫外光老化前后的性能进行了表征。结果表明:同时使用MBS和EVA作为抗冲改性剂可以有效提高PVC的抗紫外光老化性能;与单独加入5.0 phr MBS相比,加入3.0 phr MBS和2.0 phr EVA的共混物经紫外光老化前后的羰基指数变化值降低,变黄因数降低;加入4.0 phr MBS和1.0 phr EVA时,共混物经紫外光老化后的屈服应力降低率最小;PVC/MBS和PVC/MBS/EVA共混物薄膜的拉伸冲击性能相差不大。

纳米TiO_2表面接枝聚苯乙烯及其抗紫外老化研究

利用偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)对纳米TiO2进行表面预处理,在此基础上通过分散聚合工艺制备聚苯乙烯(PSt)接枝包覆纳米TiO2.运用红外光谱、热重分析及透射电镜对处理前后纳米TiO2进行了表征,并通过紫外人工加速老化试验比较了表面处理前后纳米TiO2对聚丙烯/聚苯乙烯(PP/PSt)体系的抗紫外老化性能.结果显示:KH570与纳米TiO2表面羟基进行了缩合,PSt在粒子表面实现了接枝聚合,接枝率约为60%(w);PSt接枝包覆纳米TiO2呈均匀的微球形,纳米TiO2被包覆于微球内部;PSt接枝包覆后纳米TiO2在PP/PSt中的分散效果较改性前有显著的改进,其抗紫外老化性能明显优于改性前体系.

PMA表面接枝包覆纳米TiO_2及其在PP中抗紫外老化的研究

以硅烷偶联剂对纳米TiO_2进行表面预处理,在此基础上以聚甲基丙烯酸(PMA)对其表面接枝包覆,后以马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)为载体,通过母料复合工艺制备了PP纳米复合材料。分析了处理后纳米TiO_2的结构并对其在PP中的分散情况及抗紫外老化性能进行了比较。结果表明：PMA在纳米TiO_2表面接枝率约为50％；与未处理TiO_2及硅烷处理样品相比,PMA接枝包覆使纳米TiO_2在PP中的分散均匀性及抗紫外老化性能均获得了改进。

纳米二氧化碳/环氧化脱蛋白天然胶乳复合材料的制备及性能

以环氧度为25%的环氧化天然橡胶(ENR)为基质、聚多巴胺(PDA)改性的纳米TiO_(2)(PTiO_(2))为填料,采用胶乳共混法制备了PTiO_(2)/ENR复合膜,并研究了填料PTiO_(2)的添加量对PTiO_(2)/ENR复合膜力学性能、热稳定性和抗紫外老化性能的影响。结果表明,PDA提高了纳米TiO_(2)在ENR基质中的分散性;随着填料PTiO_(2)的加入,PTiO_(2)/ENR复合膜的热稳定性逐渐提高;当PTiO_(2)添加量为5份(质量)时,PTiO_(2)/ENR复合膜的拉伸强度为8.15 MPa,与ENR相比提高了2.8倍,扯断伸长率为1141%;PTiO_(2)/ENR复合膜经紫外线照射后力学性能保留率均超过97%,具有较好的抗紫外老化性能。

溶胶-凝胶法制备TiO_2/加成型硅树脂杂化纳米复合材料的性能研究

采用溶胶-凝胶法以钛酸四丁酯为水解前驱体、盐酸为催化剂、冰乙酸为催化剂合成出纳米TiO2溶胶,利用偶联剂KH570对纳米TiO2溶胶进行表面接枝改性,将经过表面接枝改性的纳米TiO2溶胶真空脱溶剂后与硅树脂预聚体进行原位复合,制备出透明的有机-无机杂化硅树脂复合材料。对溶胶-凝胶法制备纳米TiO2/加成型硅树脂杂化复合材料的合成机理进行了研究与探讨,通过测试硅树脂杂化复合材料的黄色指数、透光率和折射率考察了不同形态、不同含量纳米TiO2对硅树脂抗紫外老化及光学性能的影响。结果发现:当纳米TiO2凝胶的质量分数为5%时硅树脂杂化复合材料在可见光区的透光率达到99%,折射率达到最大值1.53,并且具有良好的耐紫外老化性能。

SEBS和SBS对沥青性能影响的差异研究

通过试验对比了SEBS改性沥青和SBS改性沥青软化点、针入度、黏度和抗紫外老化性能的差异,结果表明,相对于SBS改性沥青,SEBS改性沥青的软化点更高、针入度更低、黏度更高,说明后者对温度的敏感性较低,但低温使用性能相对较差、流变性相对较差。相对于老化后的SBS改性沥青,老化后的SEBS改性沥青红外光谱中的羰基和亚砜基特征峰吸光度较低,说明其抗紫外老化性能相对较好。

沥青路面光屏蔽预养护剂组分确定与性能分析

青藏高原等地海拔较高、紫外线辐射强烈,沥青路面易出现严重的紫外老化现象,研发应用于沥青路面预养护工程的光屏蔽预养护剂(LS预养护剂),可有效延长沥青路面使用寿命。以沥青老化与再生机理为基础,比选确定LS预养护剂组分类型。基于溶解性、快干性与存储稳定性要求,通过对比试验确定LS预养护剂组分最佳质量配比。采用人工强紫外老化试验观测LS预养护剂经不同时段紫外老化后的质量损失率与材料外观变化,分析其光屏蔽效果。结果表明:LS预养护剂最佳组分质量配比为岩沥青∶还原剂∶渗透剂∶溶剂油=30∶20∶20∶30,光屏蔽剂与分散剂掺量分别为四组分总质量的5%和0.4%,在此配比下制备的LS预养护剂具有优良的抗光老化性能,满足强紫外线辐射地区沥青路面预防性养护要求。