氢氧化镁/可膨胀石墨/聚丙烯复合材料的热降解过程与燃烧行为

以可膨胀石墨(EG)和氢氧化镁(MH)为无卤阻燃剂,通过熔融共混法制备了无卤阻燃聚丙烯(PP)复合材料(EG/PP、MH/PP和MH/EG/PP),采用热重法研究了复合材料的热降解过程,以氧指数(LOI)和垂直燃烧(UL-94)评价研究了复合材料的阻燃性能,采用锥形量热仪研究了复合材料的燃烧行为.结果表明:MH和EG间存在显著的协同阻燃作用,在阻燃剂质量分数为60%时,MH与EG质量比为5∶1的MH/EG/PP材料其氧指数可以达到29.7,与MH/PP复合材料相比提高了11.2%;EG与MH协同具有良好的降低热释放作用,与PP和MH/PP相比,MH/EG/PP复合材料的热释放速率峰值(peak-HRR)分别降低了73.9%和34.2%;EG和MH的协同作用大幅度降低了MH/EG/PP的质量损失速率;结合残炭的形貌结果,揭示了EG和MH协同阻燃机理的关键在于增强了炭层的隔热和隔氧作用.

球磨石墨/聚丙烯复合材料的制备与性能研究

以石墨粉为原料、氢氧化钾(KOH)为剥离剂,采用球磨方法对石墨进行处理,随后通过熔融共混制备球磨石墨/聚丙烯复合材料。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析仪(TG)对球磨石墨的结构和形貌进行表征,获得了导电性能和导热性能的复合材料。

聚丙烯/氧化石墨烯抗菌复合材料的性能研究

以不同添加量的氧化石墨烯(Graphite oxide,GO)为抗菌剂,利用熔融共混法简易制备了聚丙烯(Polypropylene,PP)/GO复合材料,分别对复合材料的力学性能、耐热性能、熔融/结晶温度进行了研究,并重点考察了复合材料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌性能。实验结果表明:GO对复合材料的增强增刚作用不明显;相较于纯PP材料,当GO质量分数为1.0%时,复合材料的冲击强度为4.62 kJ/m^(2),提高了1.62倍,负荷热变形温度提高了近23.9℃,复合材料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率高达50%以上,复合材料表现出优异的抗菌性能。为后续该PP/GO抗菌复合材料在食品包装制品、农业、医用医疗制品的开发及工业化应用奠定实验基础。

聚丙烯-石英砂-石墨三元复合材料的制备及性能研究

以二氧化硅(SiO_(2))和石墨(Graphite)为填料,聚丙烯(PP)为基体,通过机械球磨混合,高温加热成浆料,模压成型制备了聚丙烯-二氧化硅-石墨三元复合材料(PSG),并对复合材料的抗压强度和表面电阻率进行了测试,研究了石英砂和石墨的含量对PSG性能的影响。研究结果表明:石墨的添加可以提高PSG的电导率,当石墨含量达到14%时,PSG的表面电阻率为1.9×10^(8)Ω,具有抗静电性能;随着石英砂的添加,PSG的抗压强度表现为先增加后减少的变化规律,当石英砂的含量为65 wt%时,PSG的抗压强度达到最大值73 MPa,与聚丙烯-石墨复合材料相比提高了1.3倍。

负载钯纳米颗粒石墨烯复合材料的制备及吸氢强化机理

基于氧化还原结合浸渍法,制备得到Pd负载的氧化石墨烯。进一步以NaBH 4为还原剂,室温环境下一步还原制备获得不同Pd负载量的还原氧化石墨烯(Pd-rGO)复合材料。利用XRD、FT-IR、Raman、TEM和N 2吸附-脱附等分析手段对材料进行表征,明确不同Pd负载量的Pd-rGO复合材料的结构特征。结果表明:制备得到的Pd-rGO复合材料具有高的缺陷程度以及比表面积,孔径均匀分布于3.9~4.2 nm范围内,Pd纳米粒子粒径平均为5 nm,粒径小且分散均匀;通过对材料进行氢气吸附性能测试,获得了Pd-rGO复合材料的储氢性能,经过Pd负载的石墨烯基于氢溢出效应,使得石墨烯的储氢容量提高最大达到64.7%。此外,通过密度泛函理论计算对该复合体系强化储氢机理进行了计算和分析。

竹纤维增强聚丙烯复合材料研究与应用进展

竹材是绿色、低碳、可降解生物质材料,是塑料的最佳替代品。竹纤维具有资源丰富、成本低、密度小、绿色环保、比强度高等特点,与聚丙烯复合形成的竹纤维增强聚丙烯复合材料兼有竹材和塑料的优点,是一种资源节约型和环境友好型材料,是“以竹代塑”产品开发的低碳材料来源。文中综述了竹纤维增强聚丙烯复合材料在材料特性、制备方法、性能测试等方面的研究进展,分析了目前的应用现状,提出了今后的研究重点及应用潜力,以期为“以竹代塑”创新产品研发提供参考。

二氧化硅改性聚丙烯复合材料的性能研究

中空二氧化硅(SiO_(2))是一种特殊的新型无机化合物,由于其内部的晶体结构,具有一个或者多个空腔,除此之外还具有来源广、低密度、高比表面积和优异的吸附效果,这就决定了其可以用来填充改性高分子材料。选取SiO_(2)通过简单的熔融共混法来填充改性聚丙烯(PP),加入了改性聚丙烯充当相容剂,研究了SiO_(2)的含量对PP复合材料的拉伸强度、冲击强度和熔体流动速率等影响。结果显示:改性聚丙烯的加入能够起到良好的相容性,适量的SiO_(2)可以提高聚丙烯复合材料的拉伸强度、断裂伸长率和熔体流动速率,但添加过量会使聚丙烯复合材料的力学性能及熔体流动速率下降。选用无机材料来改性聚合物已成为一种趋势,相信在未来,会有更多的新型复合材料诞生。

石墨烯片径对炭黑-石墨烯/天然橡胶纳米复合材料性能的影响

在目前的石墨烯/橡胶复合材料的研究和应用中,关于石墨烯横向尺寸对橡胶增强效果的影响鲜见提及。本工作利用炭黑杂化不同片径的石墨烯实现其均匀分散,并探讨石墨烯片径对炭黑-石墨烯/天然橡胶复合材料力学性能、压缩疲劳生热性能和耐磨性能的影响。结果表明:当用1份石墨烯替代5份炭黑时,小片径石墨烯更有利于提高复合材料的拉伸强度和耐磨性能,而大片径石墨烯则有利于改善复合材料的抗撕裂性能,降低压缩生热。

聚丙烯/石墨导电纳米复合材料的制备与性能

用溶液插层及其与熔体混合相结合的母料熔体混合 (MMM)方法制备了聚丙烯 (PP) 马来酸酐接枝聚丙烯 (gPP) 膨胀石墨 (EG) (gPP EG =3 2wt)导电纳米复合材料 ,其室温逾渗阀值 (c)分别为 6wt%和 8wt % ,明显低于直接熔体混合制得复合材料和PP EG对照材料的c=11wt%和 12wt% .增加gPP含量 (Cg)能提高复合材料的电导率 (σ) ,例如对于MMM法制备的复合材料 ,固定PP gPP =1 1wt时 ,c 降为 7wt% ;保持EG含量 =9wt%时 ,σ在Cg>30wt %后跃升 7个数量级以上 .通过TEM、SEM和OM观察 ,从制备方法、EG和gPP含量影响复合材料形态和微结构的角度 ,分析说明了出现上述差异和现象的原因 .

聚丙烯/低温可膨胀石墨阻燃复合材料的性能研究

采用低温可膨胀石墨(LTEG)作为阻燃剂,制备了聚丙烯基阻燃复合材料。研究了聚丙烯/LTEG阻燃复合材料的阻燃性能、热性能、剩炭结构和力学性能。研究发现,采用LTEG为阻燃剂的聚丙烯基阻燃复合材料具有优异的阻燃性能,LTEG质量分数为15%时,复合材料氧指数已达27%。聚丙烯/LTEG复合材料的热失重温度低,在燃烧过程中并没有形成理想致密的炭层。LTEG对聚丙烯具有增强作用,随着其用量的增加,复合材料的拉伸强度增加,断裂伸长率不断下降。

聚丙烯／石墨烯复合材料的制备及性能研究进展

介绍了几种石墨烯的制备方法,包括微机械剥离法、液相或气相直接剥离法(物理方法),化学气相沉积法、碳纳米管剖开法、外延生长法、还原氧化石墨法(化学方法),并阐述了这几种方法的优缺点。还总结了聚丙烯(PP)/石墨烯纳米复合材料的制备方法,重点讨论了石墨烯对不同方法制备的复合材料电学、力学、热学、结晶及流变性能的影响,最后展望了石墨烯在PP改性中所面临的问题及PP/石墨烯复合材料的应用前景。

聚丙烯酰胺/氧化石墨纳米复合材料的研究

氧化石墨具有良好的层状结构,其层间具有丰富的官能团,能与有机聚合物形成插层纳米复合材料进而改善材料的性能.采用层离吸收-原位聚合法制备了聚丙烯酰胺/氧化石墨纳米复合材料,并采用XRD、HREM及DSC等对其结构和性能进行了表征.结果表明,聚丙烯酰胺与氧化石墨两者之间存在着较强的相互作用,材料的玻璃化转变温度得到提高.层离吸收-原位聚合法是获得聚丙烯酰胺/氧化石墨层纳米复合材料的有效途径,聚丙烯酰胺在氧化石墨中存在着多种排列方式,不同层间距(1 6nm和2 8nm)的聚丙烯酰胺/氧化石墨纳米复合结构同时存在.

聚丙烯/石墨复合材料的导电与阻燃性能研究

制备了以膨胀石墨和可膨胀石墨为填料、聚丙烯为基体的兼具导电与阻燃性能的复合材料。确定了膨胀石墨和可膨胀石墨的表面处理剂及其最佳用量,研究了复合材料的导电性能和阻燃性能。结果表明,固定可膨胀石墨含量为10%(质量分数,下同),当膨胀石墨含量达到12%时,复合材料的导电网络基本形成；固定膨胀石墨含量为8%,当可膨胀石墨含量达到25%时,复合材料的导电网络也基本形成。结果表明,复合材料的导电性主要靠膨胀石墨起作用,但可膨胀石墨也能发挥一定的导电作用。膨胀石墨对于复合材料的阻燃性贡献甚微,阻燃效应主要靠可膨胀石墨起作用。

膨胀石墨/聚丙烯纳米复合材料的电导性能

对二次插层膨胀石墨进行超声波剥离和机械球磨制备纳米石墨片,采用溶液法制备膨胀石墨/聚丙烯纳米复合材料。重点研究了复合物的成型方法、各向异性、冷却速度和纳米石墨片的纵横比对复合物电导性能的影响。研究表明,采用模压成型和慢速冷却,以及沿复合物平面方向,均具有良好的电导性能。此外,降低纳米石墨片的纵横比也有利于提高复合物的电导性能。在最优工艺条件下,这种纳米复合材料的渗透阈值可低至0.3%。

高热导率聚丙烯/石墨复合材料的制备与性能

为了提高聚丙烯(PP)的导热性能,扩大其使用范围,采用价格低廉的商用石墨对PP进行改性,利用转矩流变仪制备了PP/石墨导热复合材料。研究了粒径为2μm和20μm的石墨及其复配对复合材料热导率及力学性能的影响。结果表明,复合材料的热导率随着石墨用量的增加而显著增大,20μm石墨填充的复合材料热导率高于2μm石墨填充的复合材料;由于石墨的各向异性,层内热导率远高于层间热导率;将两种粒径的石墨复配,固定石墨总质量分数为40%,当2μm石墨与20μm石墨质量比为1︰5时,复合材料层间和层内热导率达到最大,分别为1.125 W/(m·K)和2.897 W/(m·K),比相同用量下单一2μm石墨填充PP分别提高了121%和61%,比单一20μm石墨填充PP分别提高了3.6%和20%。随石墨用量增加,单一粒径石墨填充的复合材料拉伸强度和弯曲强度呈现先减小后增大的趋势,随复配填料中20μm石墨用量增加,复配填料填充复合材料的力学性能呈下降趋势,但弯曲强度变化不大,拉伸强度也在10 MPa以上。

聚丙烯/膨胀石墨/碳纤维导热复合材料

研究了聚丙烯(PP)/膨胀石墨(EG)/碳纤维(CF)复合材料的导热、力学以及加工性能。研究发现:当膨胀石墨的质量含量达到20%时,热导率是纯聚丙烯的2倍,但熔体流动性能有所下降;添加1%的聚乙烯蜡可以明显改善体系的熔体流动性能;将膨胀石墨与5%的碳纤维杂化使用,热导率达0.91 W.m-1K-1,是纯聚丙烯的5倍,熔体指数达到1.72 g/10 min,同时该复合材料具有较好的力学性能。

可膨胀石墨对木粉—聚丙烯复合材料的阻燃作用

用锥形量热仪(CONE)、热重分析(TGA)、极限氧指数(LOI)等研究手段分析了可膨胀石墨(EG)及其与聚磷酸铵(APP)复配对木粉—聚丙烯复合材料燃烧性能的影响。结果表明:随EG质量分数的增加,复合材料的热释放速率(HRR)、总热释放量(THR)、烟释放速率(RSR)和总烟释放量(TSR)均有显著降低,极限氧指数增大,表现出较好的阻燃和抑烟效果;与APP或EG阻燃试样相比,用量为15%且EG/APP复配比例为2∶1的膨胀型阻燃体系可显著降低复合材料的热和烟释放,提高复合材料在高温阶段的热稳定性,增加复合材料的成炭率和极限氧指数,二者复配对木粉—聚丙烯复合材料具有显著的阻燃和抑烟协同效应。

聚丙烯/石墨纳米复合材料的导电性能研究

磨盘碾磨固相剪切复合技术(S3C)是制备聚合物 石墨导电复合材料的有效途径,所得聚丙烯 膨胀石墨复合材料具有纳米插层复合结构,石墨纳米片层的相互搭接可形成导电网络,具有纳米间隙的石墨插层结构可形成隧道电流,从而大幅度降低复合体系的导电逾渗阈值,在低填充量实现聚合物复合材料高电导性,与熔体共混相比,导电逾渗阈值由4 .3vol%降低到0 . 5 5vol% ,在石墨含量为4 .0 1vol%时,电导率提高10个数量级.

马来酸酐接枝聚丙烯/石墨导电纳米复合材料的研究

用溶液插层 (SI)法制备了马来酸酐接枝聚丙烯 (gPP) 膨胀石墨 (EG)导电纳米复合材料 ,以熔体混合(MM)法作对照 ,通过室温体积电导率 (σ)测试和OM、SEM、TEM观察 ,研究了复合材料的制备方法、微观结构和导电性能关系 .结果表明 ,SI法制得纳米复合材料的室温逾渗阈值c=0 6 7vol% ,远低于MM法制得复合材料的c=2 96vol% ;3 90vol%EG含量下 ,前者的σ达 2 4 9× 10 - 3S cm ,而后者的σ仅 6 85× 10 - 9S cm .产生上述差异的原因 ,与两种方法制得复合材料中EG分散相的形态及其内部微结构直接相关 .

基于π-π相互作用合成星型聚丙烯腈-石墨烯复合材料

首先合成含有6个羟基的三亚苯衍生物,然后通过氧化还原引发体系合成了星型聚丙烯腈聚合物(SPAN),最后在星型聚丙烯腈的N,N-二甲基甲酰胺溶液(DMF)中用水合肼还原氧化石墨得到均一稳定的溶液。分别通过红外光谱(FT-IR)、核磁共振谱(1H-NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、扫描电镜(SEM)等对产物进行表征。结果表明,星型聚丙烯腈成功吸附到石墨烯表面。