改性硼酸镁晶须/聚丙烯复合材料的制备与性能研究

本文分别选用硅烷偶联剂KH-550和硼酸酯偶联剂（BE）对自制硼酸镁晶须（MBOw）进行表面改性,深入探讨了两种偶联剂对硼酸镁晶须表面性质的影响;通过熔融共混法将其填充到聚丙烯中制成复合材料,系统研究了硼酸镁晶须对所制得的复合材料性能的影响,优化了制备条件。结果表明：BE偶联剂能有效改变硼酸镁晶须的表面性质,改性后的晶须加入聚丙烯中熔融混炼制得的复合材料拉伸强度、拉伸模量分别提高38.2%和52.5%,添加量以12.0%~18.0%的比例为宜。

镁盐晶须/聚丙烯复合材料的研究

研究了镁盐晶须 /聚丙烯复合材料的力学性能和耐热性能。结果表明 :随着镁盐晶须用量的增加 ,复合材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量及热变形温度显著提高 ,而简支梁缺口冲击强度基本保持不变。利用马来酸酐接枝聚丙烯作为相容剂 ,可以改善基体树脂与镁盐晶须的界面结合性 。

碳纤维自行车用硼酸镁晶须聚丙烯复合材料的性能研究

为提高碳纤维自行车的韧性,对碳纤维自行车的材质进行探究。采用硼酸酯偶联剂对硼酸镁晶须进行表面改性,再将改性后的硼酸镁晶须加入聚丙烯中,制备出相应的硼酸镁晶须/聚丙烯复合材料。然后对所制备硼酸镁晶须/聚丙烯复合材料的拉伸性能、弯曲性能、冲击性能及复合材料的形貌表征进行了测试与分析。实验结果表明,偶联剂的种类对复合材料的拉伸性能、弯曲性能以及冲击性能影响很大,硼酸镁晶须的加入可以明显提高复合材料的力学性能如弯曲强度等,对聚合物具有较好的增强效果。

硼酸镁晶须增强镁基复合材料高温蠕变性能

通过高温蠕变试验并对微观组织及蠕变断口形貌进行了观察,研究了硼酸镁晶须增强镁基复合材料在高温下的蠕变性能。结果表明,高温对AZ91D合金的抗蠕变性能具有很大的影响。硼酸镁晶须增强镁基复合材料在300℃﹑30MPa下的蠕变寿命达到了约24h,而基体合金只有6h,说明硼酸镁晶须对基体合金的增强作用明显。硼酸镁晶须增强镁基复合材料比基体镁合金的蠕变速率低2～3个数量级。发现了沿晶滑移和由于晶须拔出导致与基体结合的松动而产生的部分镁合金整体脱落是复合材料蠕变破坏的主要原因。

硼酸镁晶须含量对AZ91D镁基复合材料在SO_4^(2-)溶液中腐蚀行为的影响

为了进一步了解晶须对镁基复合材料耐腐蚀性能的影响,采用硼酸镁晶须制备了不同晶须含量的AZ91D镁基复合材料。采用电化学工作站测量了镁基复合材料在5%Na2SO4溶液中的开路电位、动电位极化曲线和交流阻抗谱,利用扫描电镜观察了不同晶须含量的镁基复合材料经Na2SO4浸泡腐蚀后的微观组织形貌,研究了晶须体积分数对镁基复合材料耐腐蚀性能的影响。结果表明:经Na2SO4腐蚀后,镁基复合材料表面生成了一层晶须增韧的腐蚀产物膜,增强了镁基复合材料的耐腐蚀性能;随着晶须体积分数的增加,镁基复合材料的耐腐蚀性逐渐提高。

退火处理对硼酸镁晶须增强铝基复合材料性能的影响

采用挤压铸造方法制备了硼酸镁晶须增强纯铝基复合材料,在450℃下对其进行了不同时间的退火处理,研究了不同退火时间对复合材料的室温力学性能、热膨胀行为及基体织构的影响.试验结果表明,退火处理能有效提高复合材料的抗拉强度,随着退火时间的增加材料的拉伸强度也逐渐增加,在5 h时达到最大值295 MPa,7 h时略有下降,为285 MPa.复合材料的热膨胀曲线表明,退火处理会使材料的热膨胀系数变大,随着退火时间的增加,材料的热膨胀系数先增加后减小,但始终高于未退火处理的材料.

纳米TiO_2对硼酸镁晶须增强镁基复合材料表面Ni-P化学镀层形貌及耐蚀性能的影响

目前,对镁基复合材料表面能否得到耐蚀性优良的Ni-P-Ti O2复合镀层研究不多。为了提高镁基复合材料的耐蚀性,在硼酸镁晶须增强AZ91D镁基复合材料表面制备了Ni-P化学镀层和Ni-P-纳米Ti O2复合化学镀层。采用扫描电镜(SEM)观察镀层表面形貌,用电化学方法研究了镀层的电化学性能,并分析了添加纳米Ti O2对镀层耐蚀性的影响。结果表明:施镀2 h后,Ni-P-Ti O2镀层厚度约为12μm;与Ni-P镀层相比,纳米Ti O2颗粒的加入细化了镀层晶粒,同时造成了镀层疏松,镀液中Ti O2浓度为2 g/L时得到的复合镀层的自腐蚀电位为-0.8 V,耐蚀性降低,但仍对基体有保护作用。

硼酸镁晶须在聚丙烯中的应用

以硼酸、乙醇胺、甲基丙烯酰氯为主要原料,合成了新型可聚合硼酸酯偶联剂BE-1。利用BE-1在硼酸镁晶须表面引发聚合形成有机涂层,并用改性后的硼酸镁晶须制备了硼酸镁晶须/聚丙烯(PP)复合材料。检测结果如下:由红外测试结果可以推断,合成产物即为可聚合硼酸酯偶联剂BE-1;在水解稳定性测试中BE-1稳定时间大于960 h,BE-1具有良好的溶解性及贮存性能;有机涂层形成的最佳反应温度为78℃,最佳反应时间为6 h;BE-1改性硼酸镁晶须/PP复合材料拉伸强度、弯曲强度、热变形温度分别比纯PP提高了30%、40%和104%,分别比未改性硼酸镁晶须/PP复合材料提高了11.05%、23.52%、15.29%。

硼酸镁晶须的扩试及增强尼龙-6复合材料机械性能的研究

本文对硼酸晶须增强尼龙-6复合材料的机械性能进行了研究。XRD和XPS分析结果表明:制备的产品为单一相硼酸镁,无杂质存在;SEM显微图像分析表明制备的晶须形貌规整,长径比大于10;增强尼龙-6试验结果表明:在本试验研究范围内,KH550是最佳偶联剂,经过KH550修饰的硼酸镁晶须增强尼龙-6复合材料的拉伸强度和弯曲强度随着硼酸镁晶须添加量的增加而增大。

改性硼酸镁晶须/丁苯橡胶复合材料的制备与性能

采用偶联剂Si69对硼酸镁晶须进行改性,制备改性硼酸镁晶须/丁苯橡胶(SBR)复合材料,并对其性能进行研究。结果表明:硼酸镁晶须的加入使复合材料的物理性能和耐磨性能均有不同程度的提高;与未改性硼酸镁晶须相比,加入改性硼酸镁晶须的复合材料的物理性能较好。硼酸镁晶须能够显著提高复合材料的耐磨性能;与未改性硼酸镁晶须相比,加入改性硼酸镁晶须的SBR复合材料的耐磨性能较好。

聚丙烯/Mg_2B_2O_5晶须复合材料的非等温结晶动力学研究

采用熔融共混法制备了Mg2B2O5晶须(MBOw)和经硼酸酯偶联剂(BE)改性后MBOw分别填充的聚丙烯(PP)基复合材料,通过光学显微镜分析研究了BE对MBOw表面性质的影响,用DSC法并结合莫志深方程研究了PP及其填充改性前后MBOw复合材料的非等温结晶动力学。结果表明,BE改性后的MBOw表面性质较改性前发生根本变化;莫志深方程能较好地描述PP及其复合材料的非等温结晶动力学,MBOw对PP具有异相成核的作用,加快了PP的结晶速率,且BE使MBOw的异相成核能力得到增强,更有利于PP结晶速率的提高。

不同含量硼酸镁晶须增强AZ91D镁基复合材料在Na_2CO_3溶液中的电化学腐蚀行为

目前,国内外对晶须增强镁基复合材料的电化学腐蚀行为鲜有报道。采用真空气压渗流技术制备了硼酸镁晶须增强AZ91D镁合金,采用电化学工作站测试了其在5%Na2CO3溶液中的开路电位和动电位极化曲线,采用扫描电镜及X射线能谱仪分析了镁基复合材料的微观腐蚀形貌及成分,研究了晶须体积分数对其耐腐蚀性能的影响。结果表明:随着晶须体积分数的增加,AZ91D镁基复合材料的耐腐蚀性逐渐提高,镁基复合材料表面生成了一层活跃的钝化膜,对基体起到了一定的保护作用。

β成核剂和镁盐晶须复合改性聚丙烯研究

研究了β成核剂和镁盐晶须对聚丙烯力学性能的影响 ,并对其进行了DSC分析。研究表明 ,镁盐晶须能大大提高聚丙烯的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量 ,而冲击强度基本保持不变。在聚丙烯 /镁盐晶须体系中加入β成核剂后 ,能大大提高复合材料的冲击强度 ,β成核剂在晶须填充聚丙烯体系中有明显的β球晶诱导作用。

PP与镁盐晶须复合材料性能的研究

以镁盐晶须增强聚丙烯(PP)复合材料为研究对象,添加马来酸酐接枝聚丙烯(PP g MAH) 1与PP g MAH 2界面改性剂来改善两者界面粘合强度及提高复合材料的力学性能;探讨了不同加工工艺流程对复合材料性能的影响。结果显示:采用PP g MAH1作界面处理剂的复合物体系其增强效果较好;当PP/PP g MAH1 /镁盐晶须的质量比为 97 /3 /30时,复合材料的综合性能最佳。应用扫描电子显微镜(SEM),分别对不同复合材料进行了界面形态的观察,证明与试验结果一致。

硼镁酸晶须增强镁基复合材料力学性能研究

采用粉末冶金结合热挤压的方法制备了Mg2B2O5/AZ91D镁基复合材料。研究了不同质量分数的晶须添加量对于复合材料的显微组织、抗压强度、显微硬度及摩擦磨损性能的影响。实验结果表明Mg2B2O5晶须在基体中均匀分布,组织致密。显微硬度实验中,随着晶须加入量的增加,显微硬度呈现逐渐升高的趋势。抗压实验中,随着晶须含量的增加,在变形量相同时,复合材料的抗变形能力呈现先增加后降低的的趋势。复合材料的磨损机制主要是磨粒磨损结合氧化磨损。

硼酸酯改性Mg_2B_2O_(5W)/PP复合材料界面及其力学性能

为了提高聚丙烯(PP)的强韧性能,采用熔融共混法分别制备了质量分数为0～15%的Mg2B2O5晶须(MBOw)和硼酸酯偶联剂(BE)改性MBOw填充PP基复合材料,测试了PP及其复合材料的拉伸、冲击性能,并通过红外光谱、接触角测试、扫描电镜分析等对复合材料界面作用机理进行了研究.结果表明:MBOw与BE之间存在化学和物理吸附层;PP与BE处理前后的MBOw之间不存在化学键合;BE改性MBOw/PP复合材料中PP与MBOw之间的粘附功和表面张力之比由BE表面处理前的8.7增至处理后的315.0,明显改善了基体中MBOw的分散性及其界面结合性能,提高了BE改性MBOw/PP复合材料的拉伸及冲击性能.

硼酸镁晶须的合成研究

报道了硼酸镁晶须的合成研究结果。硼酸镁晶须是一种性能价格比高的晶须产品 ,利用熔盐法合成出长 10～ 5 0 μm、直径 0 5～ 2 μm的硼酸镁晶须。

Al_(18)B_4O_(33W)/Mg复合材料制备方法及其对材料性能及界面的影响

综述了硼酸铝晶须增强镁基复合材料的研究概况,着重介绍了该复合材料的制备方法、性能、界面行为以及制备工艺对其影响,并对硼酸铝晶须增强镁基复合材料当前研究当中存在的一些问题以及某些需要深入研究的方向进行了探讨。

球磨工艺对粉末热挤压制备铝基复合材料力学性能的影响

采用粉末热挤压工艺制备体积分数10%的硼酸镁晶须增强铝基复合材料,研究球磨工艺参数即球磨速度、球磨时间对晶须分布均匀性及复合材料力学性能的影响.结果表明:球磨速度和球磨时间是影响铝基复合材料力学性能的重要因素,球磨速度过快不利于后期材料的热挤压成形,随着球磨时间的延长,晶须的折断现象严重.球磨速度150r/min、球磨时间10h、挤压比25∶1的条件下制备的挤压态复合材料硼酸镁晶须分布均匀,材料的抗拉强度为230MPa,延伸率7%.

加载热循环对Mg_2B_2O_(5w)/AZ31B复合材料塑性的影响

对35%(体积分数)的Mg2B2O5w/AZ31复合材料分别在外加应力为7、14、21和42 MPa时进行加载热循环实验,研究其蠕变行为。结果表明:加载热循环分为初始蠕变阶段、稳定蠕变阶段和失稳变形阶段;外加载荷为42 MPa时,热循环由稳定蠕变阶段迅速进入失稳变形阶段;当外加载荷为21 MPa时,应变速率的急剧变化对累积残余应变影响较小;热循环滞后环倾角随外加载荷的增大而减小;Mg2B2O5w/AZ31复合材料的外加载荷越低,应变速率敏感指数越高,而在400℃的高温蠕变虽也呈现超塑性行为,但应变速率比加载热循环大幅下降。在加载热循环过程中,300℃时基体中的平均内应力接近于零,热循环残余应变的产生主要发生在热循环的高温阶段。