玉米皮纤维聚苯乙烯泡沫水泥基复合材料物理、力学及抗冻性能试验研究

将不同质量分数的玉米皮纤维与不同质量分数的聚苯乙烯泡沫(EPS)颗粒复掺并添加到水泥基体中,研究玉米皮纤维EPS水泥基复合材料的密度、吸水率、抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度以及抗冻性能。研究结果表明:玉米皮纤维的掺量越高,水泥基复合材料密度越低,但吸水率越高;水泥基复合材料抗压强度随着纤维掺量和EPS掺量的增加而降低,最大抗压强度为2.2 MPa,最小为0.8 MPa;EPS水泥基复合材料抗折强度随纤维掺量的增加先增大后减小,其中在纤维掺量为3%、EPS掺量为1.3%时,抗折强度最大为1.2 MPa;劈裂抗拉强度随纤维掺量的增加而增加,随EPS掺量的增加而减小,其中在纤维掺量在3%,EPS掺量在1.1%时劈裂抗拉强度最高为1.1 MPa。并且添加玉米皮纤维能够有效减少复合材料质量损失和强度损失,提高其抗冻性能。

增韧聚苯乙烯复合材料的制备及性能研究

将通用聚苯乙烯(GPPS)、聚苯乙烯基微球(CSPS-SMs)、助剂与三元乙丙橡胶(EPDM),采用二次熔融共混挤出造粒法制备出了聚苯乙烯复合材料。工段一中:将EPDM、CSPS-SMs和助剂通过熔融挤出制得EPDM/CSPS-SMs母粒料;工段二中:将母粒料与GPPS熔融共混挤出制得聚苯乙烯基复合材料。通过万能试验机、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)和扫描电镜(SEM)对聚苯乙烯基复合材料的力学性能、相容性、热性能、分散性进行了分析。实验结果研究表明:当添加母料至15份时其综合性能最佳,与纯GPPS相比,其拉伸强度提升了8.5%,冲击强度提升了59.6%。DSC结果分析表明:GPPS与EPDM具有良好的相容性。TGA结果分析表明:在250℃范围内,聚苯乙烯复合材料具有良好的热稳定性。SEM结果分析表明:当添加EPDM/聚苯乙烯基微球母粒料少于15份时,其聚苯乙烯复合材料的分散性良好。

钙基蒙脱石对聚苯乙烯纳米复合材料阻燃性能的影响

钙基蒙脱石(Ca MMT)是自然界存在的主要蒙脱石形态。分别采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和双十二烷基二甲基溴化铵(DDAB)对Ca MMT进行插层改性,制备了有机钙基蒙脱石(Ca OMT)。采用熔融共混法制备了聚苯乙烯(PS)/Ca OMT纳米复合材料。通过X射线衍射法评估了Ca MMT的改性效果;采用热重法和锥型量热法研究了复合材料的热稳定性和燃烧过程中的释放速率、生烟速率以及CO释放速率等阻燃性能。研究表明,CTAB和DDAB均可对Ca MMT有效插层改性,其中,DDAB改性的Ca MMT对PS的阻燃性能提高较大。与纯PS相比,PS/Ca OMT纳米复合材料的相对最大热释放速率可降低42.9%,生烟速率可降低7.5%,CO释放率可降低16%。

原位插层聚合法制备聚苯乙烯-蒙脱土纳米复合材料

采用双-苯基二甲基十八烷基溴化铵(TBDO)作为有机插层剂对钠基蒙脱土进行了有机化处理,该有机化的蒙脱土粒子在苯乙烯单体中很容易地均匀分散并形成稳定的胶体溶液。通过对分散有蒙脱土的苯乙烯进行自由基聚合制备了聚苯乙烯-蒙脱土纳米复合材料,X射线衍射和透射电镜研究表明形成了原位插层型和部分插层部分剥离型纳米复合材料。该纳米复合材料与同法制备的纯聚苯乙烯相比,具有更高的分子量(M-w),较低的玻璃化转变温度(Tg)和优良的热稳定性。

聚苯乙烯/次磷酸铝复合材料的制备及阻燃性能

采用熔融共混的方法制备了聚苯乙烯/次磷酸铝(PS/AHP)复合材料。采用热重分析测试研究了复合材料的热稳定性,通过极限氧指数、垂直燃烧和微型量热测试研究了复合材料的阻燃性能。研究表明:次磷酸铝(AHP)有效提高了PS/AHP复合材料的阻燃性能,当次磷酸铝添加量为20%时,复合材料可以达到UL-94 V-0级别,极限氧指数为24.0%;热重分析研究表明次磷酸铝的加入可以延缓聚苯乙烯分子链的降解,提高复合材料高温成炭率;微型量热(MCC)测试表明PS/AHP30与纯PS相比,其热释放速率峰值和总热释放分别下降40.5%和18.9%。

星形硅烷大分子偶联剂的合成及其对聚苯乙烯复合材料的影响

以季戊四醇和α-溴代异丁酰溴反应产物为星形引发剂,通过原子转移自由基聚合方法引发苯乙烯(St)、甲基丙烯酸丁酯(BMA)和3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)反应,制备了星形大分子偶联剂。通过红外光谱、核磁共振和凝胶渗透色谱对大分子偶联剂的结构和组成进行了表征。对比研究了星形大分子偶联剂相对分子质量对聚苯乙烯/二氧化硅(PS/Si O2)复合材料性能的影响。结果表明,包含星形大分子偶联剂的复合材料的相容性及力学性能得到显著改善,随着星形大分子偶联剂相对分子质量的增加,PS/Si O2复合材料的玻璃化转变温度逐渐升高,冲击强度比未经偶联剂处理过的复合材料提高了近50%。

基于选择性激光烧结聚苯乙烯基复合材料的实验研究

为了进一步探究选择性激光烧结工艺在快速熔模铸造领域中的应用前景,本文基于选择性激光烧结技术(SLS),以成型件的成型精度和成型强度作为衡量指标,对于聚苯乙烯基复合材料的SLS成型性能进行了研究,同时通过高温烧灼对各材料成型件的灰分残余量进行了测试。结果表明,在众多的聚苯乙烯基复合材料中PS/GF、PS/CF复合材料的成型精度最为优良,PS/AF复合材料的成型强度最为优良,而对于成型件的烧灼灰分残余而言,PS、PS/PE、PS/PC三种复合材料基本相当。

聚苯乙烯/纳米SiO_2复合材料的制备

经硅烷偶联剂KH-570改性后的纳米SiO2表面具有大量可反应性基团-CH=CH2。以苯乙烯和改性后的纳米SiO2为原料,利用自由基聚合反应,制备得到聚苯乙烯/纳米SiO2复合材料。FT IR和TG证明聚苯乙烯大分子链已成功接枝到纳米SiO2粒子表面。由于扩散作用的影响,相对于偶氮二异丁腈引发聚合反应,热聚合反应具有更高的接枝率。

磁性纳米复合粒子表面接枝聚苯乙烯磺酸钠的制备

合成了聚苯乙烯磺酸钠接枝Fe3O4/SiO2纳米复合材料.通过表面引发原子转移自由基聚合在Fe3O4/SiO2磁性纳米粒子表面包覆了阴离子聚电解质(聚苯乙烯磺酸钠).利用透射电子显微镜(TEM),傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR),震荡磁力计(VSM),X射线能谱仪(EDS),全自动X射线衍射仪(XRD)等仪器对所制备的复合材料进行了表征,成功制备了尺寸均一的聚苯乙烯磺酸钠接枝Fe3O4/SiO2核壳结构的纳米复合材料.

EPS颗粒填充水泥基复合材料保温性能的有限元分析及力学试验研究

水泥是粉状水硬性无机胶凝材料。发泡聚苯乙烯(EPS)是一种轻质、内含不连续气孔的泡沫。故本文研究了以发泡聚苯乙烯(EPS)作为填充相的水泥基复合材料的隔热性能及力学性能。

EPS水泥复合材料的吸波性能与抗压性能研究

对发泡聚苯乙烯(EPS)填充水泥基体复合材料的吸波性能与抗压性能进行了实验研究。结果表明,EPS填充水泥基体复合材料具有良好的吸波性能,而且EPS填充率和颗粒直径对材料的吸波性能具有明显的影响。当EPS填充率为60%vol.,直径为1 mm时,材料在8~18 GHz频段内可以实现-8^-15 dB的吸收,吸收超过-10 dB的带宽为6.2GHz。EPS水泥复合材料的抗压强度与EPS填充率存在一定的线性关系,直径为1mm的EPS较3mm EPS填充的复合材料具有更大的抗压强度。

新型石膏基墙体复合材料研究

研制出一种轻质、隔热等多功能新型墙体复合材料。该材料以聚苯乙烯泡沫塑料为轻集料,石膏为基体,通过加入自制的表面活性剂N解决了无机、有机材料界面的粘结强度低及轻集料上浮的问题,采用二次搅拌工艺浇注成型。该材料具有较好的力学性能和保温、耐火的性能,是一种有良好发展、应用前景广泛的新型建筑墙体复合材料。

共混法制备具有自旋转变特性的磁性聚苯乙烯

使用原子转移自由基聚合(ATRP)方法制备聚苯乙烯(PS)并与自旋转变配合物进行物理共混,得到具有不同配合物含量的具有自旋转变特性的磁性聚苯乙烯。采用红外光谱(FT-IR)、核磁共振(1H-NMR)和X射线衍射(XRD)等对聚合物及其复合材料进行了结构表征,结果显示已成功制备复合材料。通过差示扫描量热(DSC)对配合物的自旋转变性能进行测试,结果显示,当配合物质量分数达到50%时,复合材料的DSC测试图谱具有明显的ΔH变化,且升温和降温过程中发生自旋转变的温度较之纯配合物分别提高了3.57℃和7.97℃。

选区激光烧结制备PS/Al_2O_3纳米复合材料的研究

试探性地利用选区激光烧结制备PS/Al2O3纳米复合材料,利用乳液聚合方法改性纳米Al2O3,并在相同工艺条件下对PS/Al2O3纳米复合材料成型粉末(NH1)与纯聚苯乙烯(PS)粉末选区激光烧结试样的力学性能进行了比较.结果表明,NH1烧结试样(PS/Al2O3纳米复合材料)较纯PS的拉伸强度提高了2倍左右,最大值达到29.8MPa;缺口冲击强度提高了20%～50%,最大值达到10.5 kJ/m2;洛氏硬度仅增加约5%;并利用场发射扫描电子显微镜对试样的冲击断面进行了微观结构分析,发现纳米Al2O3经乳液聚合改性后在基体中分散良好,起到很好的增强增韧作用.

表面引发氮氧自由基聚合反应制备聚苯乙烯/SiO_2纳米复合材料

将过氧基团锚固于纳米SiO2粒子表面,进而通过表面原位引发苯乙烯聚合制备了聚苯乙烯(PS)/SiO2纳米复合粒子.纳米SiO2经亚硫酰氯(SOCl2)处理,再与叔丁基过氧化氢(TBHP)反应锚固形成过氧引发基团,通过表面引发氮氧自由基聚合反应引发苯乙烯聚合,制备了纳米氧化硅表面接枝聚苯乙烯/SiO2(PS-g-Silica)纳米复合材料,利用红外光谱、透射电子显微镜、原子力显微镜、热重分析等测试方法对制备的纳米复合粒子进行了表征与分析,结果表明表面引发氮氧自由基聚合反应可以制备良好的PS/SiO2纳米复合材料.

接枝聚苯乙烯/多壁碳纳米管纳米复合材料制备及合成机理

通过原位悬浮聚合的方法,以过氧化苯甲酰(BPO)做引发剂,制备了聚苯乙烯/多壁碳纳米管(MWNT-g-PS)纳米复合材料,复合材料在水和乙醇中均表现出良好的分散性及稳定性.通过高倍透射电镜(HRTEM)、场发射扫描电镜(FESEM)分析,多壁碳纳米管上包覆有1～3 nm的聚苯乙烯膜,并分布有半径从几十纳米到几百纳米不等的聚苯乙烯微球.通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman spectroscopy)、X光电子能谱(XPS)和热重分析(TGA)对复合材料进行分析,结果表明,自由基将多壁碳纳米管表面π键打开,形成一种新的自由基,引发聚苯乙烯的自由基聚合,形成了接枝聚苯乙烯/多壁碳纳米管纳米复合材料.

聚苯乙烯纳米复合材料解决聚合物基发泡材料的易燃问题

伊朗科学家在解决聚苯乙烯发泡料的易燃问题方面又向前迈出了一大步。德黑兰大学的许多研究者认为通过给水发聚苯乙烯粒料添加改性纳米粘土以降低其易燃性已成为可能。

化学所在聚合物纳米复合水凝胶方面取得重要进展

在国家自然科学基金委、北京市科技新星计划、中科院青年创新促进会等的支持下,化学所绿色印刷院重点实验室的科研人员与相关单位合作,近年来在聚合物基纳米复合材料领域取得系列研究进展。在聚合物/碳纳米粒子复合材料方面,研究人员采用自行分子结构设计的新型Gemini表面活性剂使碳纳米管（CNT）均匀分散在无规聚苯乙烯（aPS）基体中,制备了CNT充分剥离并均匀分散的间规聚苯乙烯（sPS）/原始CNT复合材料。

化工专利

一种微发泡聚苯乙烯基木塑复合材料及其制备方法；对苯二甲酸生产废水的处理方法；一种降低汽油硫含量的催化裂化助剂及其制备方法；一种含油污泥处理方法；

Preparation of polystyrene/SiO_(2) nanocomposites by surface-initiated nitroxide-mediated radical polymerization

Polystyrene/SiO2 composite nanoparti- cles (PS-g-Silica) were prepared by an in-situ sur- face-initiated nitroxide-mediated radical polymeriza- tion. After SiO2 nanoparticles were treated by thionyl chloride (SOCl2), peroxide initiation groups were immobilized on their surfaces through a reaction with tertiary butyl hydroperoxide (TBHP). Then surface nitroxide-mediated radical polymerization was initi- ated and polystyrene was grafted on the surface of SiO2 particles. Composite nanoparticles were char- acterized by IR spectra, transmission electron mi- croscopy (TEM), atomic force microscopy (AFM) and thermogravimetry (TGA) and the results indicated that the surface-initiated nitroxide-mediated radical polymerization could be successfully used to synthe- size well-dispersive PS/SiO2 nanocomposites.