原位反应法制备丙烯酸钐/丁腈橡胶复合材料及其荧光性能研究

通过两种不同的原位反应制备了丙烯酸钐 /丁腈橡胶 [Sm( AA) 3/NBR]复合材料 . SEM和 TEM结果表明 ,原位反应使稀土配合物的粒径减小 ,且均匀地分散在基体聚合物中 .荧光分析表明 ,以 2 60 nm作为激发波长时 ,两种复合材料在 3 79nm( 4D1 / 2 ,6 P7/ 2 → 6 H5/ 2 )和 41 8nm( 4L1 5/ 2 ,4 G1 / 2 → 6 H5/ 2 )处出现了与自由离子基本相同的发射峰 ( 3 74和 3 90 nm) ,属于受配体微扰的中心离子发光 .原位反应制备的复合材料在不同激发波长下的荧光强度均比非原位反应体系的荧光强度高 .随着稀土含量的增加 ,其荧光强度增加 ,至稀土质量分数为 3 0

玻璃微珠改性PA6/PA66合金复合材料的制备与性能

采用玻璃微珠填充PA6/PA66合金制得复合材料,通过一系列测试方法研究了复合材料的力学性能、耐热性、吸水率及结晶性能的变化。结果表明,随着玻璃微珠含量的增加,复合材料的拉伸强度有所提高,但当其质量分数超过15%时,拉伸强度开始降低;冲击强度的变化与拉伸强度的变化类似;复合材料的耐热性能则随玻璃微珠的增加而不断增加;玻璃微珠在材料的结晶过程中起到异相成核的作用,导致材料在相对较高的温度下便能形成稳定的晶核,使晶体更稳定地生长,但复合材料的结晶度有所下降。

浓乳液聚合方法制备聚丙烯酸酯/膨润土纳米复合材料

采用阳离子交换的方法将膨润土表面进行有机化预处理,X射线衍射的测定结果表明,膨润土的层间距由原来的1.5nm增加到2.3nm,并且层间距与预处理时间、温度和阳离子表面活性剂的浓度有密切关系。采用浓乳液聚合方法制备聚丙烯酸酯/膨润土纳米材料并用透射电镜对所得聚合产物进行了表征,发现聚合物中的膨润土片层分散均匀,且达到了纳米级尺寸。以所制备的聚丙烯酸酯/膨润土纳米材料为抗冲改性剂对聚氯乙烯进行抗冲改性,结果表明能极大地提高其抗冲性能。

利用ISBS方法制备PMMA/膨胀石墨/P(MMA-St)复合材料的效果研究

气泡在膨胀的过程中可以对周围高聚物做功,并利用相互作用力能够对纳米材料进行有效分散,实验分别通过对膨胀石墨和自制棒状纳米级甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯共聚物(MMA-At)与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)共混过程中使用和不使用原位气泡拉伸法(IABA)进行研究,通过扫描电镜(AEM),X射线衍射(XRD)分析证明使用IABS方法后石墨的长度为未使用的1/7.5,自制的棒状纳米高聚物团聚颗粒在基体中几乎没有了,全部均匀分散到基体中,实验也对加工制得的标准样条进行力学性能测试,数据表明:使用ISBS方法分散添加膨胀石墨可以提高材料的冲击强度达到214%,而使用此方法分散添加自制的棒状纳米PMMA-At可以提高材料的拉伸强度达到72.9%。

富勒烯／碳纳米管杂化材料的制备及表征

本文通过一种简易的化学方法成功制备了富勒烯/碳纳米管杂化材料。首先采用强酸氧化处理多壁碳纳米管使其表面产生羟基和羧基等官能基团,再将氧化处理后的碳纳米管与六亚甲基二异氰酸酯反应,通过羟基和羧基基团与异氰酸根的反应对多壁碳纳米管进行修饰,最后利用富勒醇表面的羟基与碳纳米管表面异氰酸之间的反应制备出富勒烯/碳纳米管杂化材料。产品采用傅立叶变换红外光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)和热重分析(TGA)等手段进行了分析和表征。结果表明,成功实现了富勒烯与碳纳米管的化学组装。

聚乙撑二氧噻吩/二氧化硅复合材料制备及导电性研究

以表面含磺酸基团的改性二氧化硅纳米微球为填料,以三氯化铁(FeCl3)为氧化剂,对甲苯磺酸钠(TSANa)为掺杂剂,氧化聚合乙撑二氧噻吩(EDOT),制备了具有良好导电性的PEDOT/SiO2复合材料。并利用X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和四探针等手段进行了表征。结果表明:当FeCl3与EDOT的摩尔比为0.8,TSANa的质量分数为10%,反应时间为4 h,得到的复合材料具有较高的电导率。

石墨在半金属摩擦材料中的作用及其对摩擦性能的影响

研究了石墨在半金属摩擦材料中的粘着和润滑作用和不同含量人造石墨对摩擦性能包括摩擦系数,摩擦稳定性(摩擦系数随温度变化的稳定性)和体积磨损率的影响并与天然石墨进行了比较。由于石墨的粘着特征,石墨可以在一定摩擦温度范围内提高摩擦系数。作为润滑剂,石墨可以通过减弱摩擦材料和摩擦盘表面的粗糙峰之间的直接摩擦而有效降低磨损率。应用模糊综合评价原理,提出并验证了一个定量描述摩擦稳定性的新方法。

PVDF/PMMA复合材料的微观结构及形态

采用非晶态聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)与结晶型聚偏氟乙烯(PVDF)熔融共混,制备了PVDF/PMMA复合材料。利用Hilderbrand的溶解参数原则、差示扫描量热法(DSC)和微分热重法(DTG)分析了PVDF/PMMA共混物的相容性和热性能,并用X射线衍射仪和扫描电子显微镜研究了共混片材的微观结构与形态。结果表明,PMMA与PVDF具有良好的相容性,PMMA的加人降低了PVDF的结晶能力和熔融温度;随着PMMA的含量增加,PVDF的分解温度降低;PVDF的结晶度降低,球晶尺寸增大。另外,PMMA的引入改变了PVDF的结晶结构,导致了β相形成。

酚醛树脂在陶瓷摩擦材料中的作用及其对摩擦性能的影响

制备了不同含量丁腈橡胶改性酚醛树脂的陶瓷摩擦材料,并分析了改性树脂在材料中的作用及其对摩擦性能的影响。树脂含量在一定范围内(14.6%～23.6%),摩擦材料的摩擦性能好。为了评价用国家标准GB5763-1998测定的摩擦性能,提出了一个新的综合磨损率的定量表征方法。

制动摩擦材料摩擦性能的模糊综合评价

针对国标GB5763-1998和定速摩擦测试仪测定制动摩擦材料在不同温度下的升温、降温摩擦因数和磨损率数据,应用模糊综合评价原理,提出了定量评价制动摩擦材料摩擦性能的方法,包括摩擦稳定性(摩擦因数与摩擦温度的关系)、综合磨损率(磨损率与摩擦温度的关系)和总摩擦性能评价。以一种低金属制动摩擦材料的摩擦性能评价为实例,验证了该方法的可行性。

高速铁路用热塑性聚酯弹性体发泡材料挤出成型研究

采用挤出成型工艺制备热塑性聚酯弹性体(TPEE)发泡材料。研究了发泡剂的用量,成核剂的种类和用量,交联剂对TPEE挤出发泡材料性能的影响。采用万能力学测试机和扫描电子显微镜分别测试和观察了TPEE发泡材料的力学性能和泡孔结构,并测试了TPEE发泡材料的表观密度。结果表明:TPEE发泡材料的性能与发泡剂用量之间的关系并不是简单的线性关系;恰当的成核剂种类和用量能够为发泡体系提供大量的成核点,进而利于均匀泡孔的生成;加入过氧化二异丙苯(DCP)可提高发泡材料的力学性能,但降低了发泡率和均匀性;合理的加工参数对得到优质的TPEE发泡材料极为重要。综合考虑,当发泡体系中偶氮二甲酰胺(AC)为0.8份,苯甲酸钠为1.6份,采用压缩比为3:1的销钉式单螺杆挤出机,转速为70r/min,挤出温度为205℃,并且不加入DCP的工艺条件下制得的TPEE发泡材料的泡孔结构更为规整,整体性能更为理想。

全氟磺酸树脂的熔融挤出加工性能及其离子交换膜的制备

用熔融挤出法制得不同厚度、表观平整密实的全氟磺酸离子交换膜(PFSIEM).利用热失重(TGA)、示差扫描量热分析(DSC)、毛细管流变仪、X射线衍射(XRD)研究了全氟磺酸树脂(PFSR)的热稳定性、熔体流变特征及挤出薄膜的结晶特性.实验表明:在400℃之前树脂热稳定性很好;全氟磺酸树脂熔体属假塑性流体,具有切力变稀特性,可以用熔融挤出法加工成膜;熔融挤出加工过程几乎没有改变树脂的结晶性能,挤出薄膜有一定的结晶度.研究了挤出机螺杆转速与三辊上光机线速度对薄膜成型性的影响,结果表明:当螺杆转速超过45 r/min时,PFSR不能塑化成型为薄膜;特定螺杆转速下,在一定范围内调节上光机线速度可制得厚度不同的薄膜.

组合摩擦材料研究

由于国内外摩擦材料的研究仍处于经验阶段 ,我们提出组合摩擦材料的概念并进行了组合摩擦材料研究 ,旨在解决摩擦材料配方研究中存在的三个问题 :如何选择原材料 ,如何匹配原材料含量和摩擦材料性能优化。组合摩擦材料研究包括用组合方法筛选和评价原材料和用黄金分割法优化摩擦材料配方是解决经验地尝试法研究摩擦材料配方的一个有效途径。用组合方法筛选和评价原材料 ,通过组合路线考察原材料间的相互作用 ,寻找具有协同效应的原材料组合规律 ,可以合理选择原材料和合理设计摩擦材料配方。用黄金分割法可以优化摩擦材料性能。通过组合摩擦材料研究可以实现摩擦材料的研究从经验走向科学。两个实例证明了组合摩擦材料研究的可行性。

苎麻纤维增强环境友好型制动摩擦材料的研究

新型环境友好制动摩擦材料以天然植物纤维苎麻、天然矿物纤维玄武岩和硅灰石为增强体,以石墨为固体润滑剂,锆英石为磨料,蛭石为降噪剂,重晶石为空间填料,腰果酚型苯并噁嗪原位增韧酚醛树脂为基体。用定速摩擦试验机研究了苎麻纤维含量对材料摩擦因数和磨损率的影响,并应用可拓理论对摩擦性能进行了评价。结果表明:苎麻纤维可降低摩擦材料的摩擦因数,降低摩擦材料在中、高温下的磨损率;苎麻纤维在制动摩擦材料中起弱固体润滑剂的作用;苎麻纤维体积分数为5.6%左右时制动摩擦材料具有最佳的摩擦因数、磨损率及综合关联度。

磨料对陶瓷摩擦材料摩擦性能的影响

研究了3种不同硬度的磨料(碳化硅、氧化铝、硅酸锆)及其含量对陶瓷摩擦材料摩擦性能的影响。磨料在摩擦材料中的主要作用是改变摩擦和磨损机制,从无磨料时的粘合摩擦磨损机制转变为磨料存在的磨粒摩擦磨损机制。磨料的硬度越大,磨粒摩擦效应越大,提高摩擦因数的效果越好,但磨损率也越大,对摩擦盘的破坏也越严重。实验结果表明,磨料含量对摩擦因数的影响存在一个临界值,约为0.056(体积分数)。磨料含量低于临界值,对摩擦因数的提高作用非常明显,而高于临界值,对提高摩擦因数的作用减弱。

聚合物泡孔材料为模板的溶胶-凝胶法

采用浓乳液聚合方法制备出多孔聚合物结构材料作为模板,通过溶胶-凝胶法,将异丙醇钛的异丙醇溶液多次浸泡聚合物泡孔材料制备出了尺寸为毫米级的多孔氧化钛陶瓷材料.考察了多孔性的聚合物模板的孔径对所制备陶瓷孔径的影响,以及不同聚合物模板体系对陶瓷结构的影响,并采用扫描电子显微镜对所制备的陶瓷材料进行了形态表征.结果表明,通过调节浓乳液体系分散相的体积分数以及改变聚合物模板体系均可以有效地调节所制备的多孔陶瓷的形态结构.

聚乳酸及其共聚物的制备和降解性能

以D ,L 丙交酯和聚乙二醇为原料 ,在催化剂辛酸亚锡作用下常压氮气保护制备了聚乳酸及其聚乙二醇改性聚乳酸。考察了聚合温度、辛酸亚锡用量对聚乳酸相对分子质量的影响及聚合物在不同降解介质中和不同相对分子质量聚合物的降解规律 ,并用IR ,1H NMR ,GPC对聚乳酸及其共聚物进行了表征。结果表明 ,当单体和辛酸亚锡的摩尔比为 5 0 0 0、聚合温度在 16 0℃时 ,常压聚合 5h即可得到适合作药物控释载体且黏均相对分子质量为6 3× 10 4的聚乳酸 ;聚乳酸在去离子水、0 0 1mol/L盐酸溶液、pH =7 4磷酸盐缓冲液、0 0 1mol/L氢氧化钠溶液 4种降解介质中 ,在碱液中的降解速率最快 ;相对分子质量较小的聚乳酸降解较快 ,且聚乙二醇改性的聚乳酸比聚乳酸降解快。

两亲性聚乳酸嵌段共聚物的制备及性能研究

以端羟基聚乳酸和α-溴代丙酰溴为原料,制备了溴端基的聚乳酸;再以其为大分子引发剂,以溴化亚铜/2,2’-联吡啶为催化体系进行N-乙烯基吡咯烷酮的原子转移自由基聚合,制得了两亲性聚乳酸嵌段共聚物。用IR、GPC对聚合物进行了表征,用接触角测定仪测定了聚合物薄膜的水接触角,并考察了不同反应时间对共聚物的特性黏度和吸水率的影响。结果表明,该聚乳酸共聚物的亲水性较聚乳酸均聚物明显增大,TEM证实共聚物在水相中可形成一壳多核球状胶束,进一步佐证了该共聚物具有明显的两亲性。

聚氨酯接枝多壁碳纳米管的制备及表征

采用两步法成功地将聚氨酯分子链以共价键连接到碳纳米管表面.首先将聚丙烯酰氯通过与强酸氧化后多壁碳纳米管表面产生的羟基及少量羧基之间的化学反应共价接枝到碳纳米管表面;然后将接枝到碳纳米管表面的聚丙烯酰氯与端羟基聚氨酯发生酯化反应,实现了聚氨酯对碳纳米管的表面共价接枝.采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和热重分析(TGA)等对接枝后的产物进行了表征,结果表明,聚氨酯已共价接枝到碳纳米管表面,被接枝的聚合物的含量接近90%.

PVC/木粉复合体系加工方法与性能的关系

采用开炼机、单螺杆和双螺杆挤出机等加工设备,系统研究了加工过程、混炼工艺等因素对PVC/木粉复合体系的性能和结构的影响。结果表明,添加木粉填料使材料的力学性能降低,但是双辊混炼时,如果先将木粉与CPE混合制备母粒,然后再加到PVC中的母粒法工艺有利于提高材料的力学性能。通过三种混合设备的比较,双螺杆制备的PVC/木粉复合材料的力学性能和流变性能最好,木粉在PVC基体中的分散效果最佳。微观形态观察表明,木粉填料的分散性与加工方法有很大的关系,直接影响了材料的力学性能和流变性能。