长支链聚丙烯及其碳纳米管复合材料的电性能和流变性能研究

采用自由基熔融接枝的方法制得长支链聚丙烯(LCBPP),通过熔融共混得到聚丙烯(PP)/碳纳米管(MWNT)和LCBPP/MWNT导电复合材料。红外光谱表明,三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)分子成功接枝到了PP分子主链上。对复合材料进行导电性能测试发现由于长支链造成的高黏度使得碳纳米管在LCBPP中的分散性差,因此逾渗值大于PP/MWNT复合材料的逾渗值,导电性较差。流变性能测试发现MWNT含量低于2%时,会首先破坏LCBPP的分子链缠结,之后随着含量增加,逐渐形成导电网络结构。

双酚A型苯并噁嗪与酚醛型环氧树脂共混体系的固化反应与热性能

将双酚A型苯并噁嗪(Ba)和酚醛型环氧树脂(F-51)按照不同的质量比进行熔融共混,并固化制备了浇铸体。研究结果表明:环氧树脂的加入降低了苯并噁嗪的黏度,改善了苯并噁嗪的加工工艺性。随着环氧树脂含量的增加,Ba/F-51共混体系的DSC固化反应峰值温度向高温方向移动。在F-51环氧树脂的加入量低于50%的范围内,随环氧树脂加入量增加,Ba/F-51共混树脂的交联密度和玻璃化转变温度均有明显提高,其中Ba/F-51=1.5体系的Tg最高为173.4℃,比纯苯并噁嗪提高了17.4℃。

低频振动对iPP注塑试样性能的影响

采用独特的压力振动注射装置,研究了不同熔体温度下,振动频率、振动压力对iPPF401注塑试样拉伸强度、冲击强度的影响,并对试样进行维卡软化温度和WAXD的测试。结果表明,随着振动频率和振动压力的增加,拉伸强度和冲击强度提高。拉伸强度的最大增幅为26.1%。在特定的振动工艺条件下,冲击强度产生跃升,最大增幅达168%,其原因是在此条件下试样有晶型变化,即除α晶外,还有β晶和γ晶生成。当振动频率较高时,试样的维卡软化温度有明显升高(6℃～8℃)。

无溶剂中温固化双马来酰亚胺树脂的合成及性能研究

通过在双马来酰亚胺(BMI)中引入二元胺、环氧树脂(EP)、改性剂苯胺型VB衍生物(N-DVBA)及稀释剂苯基噁唑啉(POX)制成了适合无溶剂型增韧的双马来酰亚胺树脂。通过红外光谱法和差示扫描量热法及动态热机械分析等仪器研究了该改性双马来酰亚胺树脂的结构、反应程度和热稳定性。结果表明,稀释剂及低黏度环氧树脂的引入,对双马来酰亚胺树脂体系的黏度降低很多,浇注体也具有较好的力学性能,能够满足湿法缠绕成型工艺要求。

聚丙烯的蠕变过程及微观结构变化的研究

在25℃下研究了应力、退火处理、紫外辐照等外界因素对聚丙烯(PP)蠕变行为的影响。发现PP在蠕变过程中存在临界失效现象,而且外界因素只对临界失效现象出现的时间产生影响,而不会影响临界失效应变值(εcr)的大小。PP在蠕变过程中内部微观结构发生着复杂的变化:在25 MPa下,蠕变初期随着形变的增加,分子链取向排列诱导二次结晶,导致材料的取向度和结晶度增加;自由体积尺寸增大,当自由体积尺寸达到最大值时,分子链的活动能力最强,出现临界失效现象。

超临界气体在聚合物加工中的应用

介绍了超临界气体的性质,以及近年来超临界CO2在聚合物加工中的应用,并对此技术在聚合物加工中存在的问题和未来的发展前景进行了总结和展望。

β成核剂含量对聚丙烯力学性能的影响

研究了牌号为TMB-5的β成核剂(β-NA)含量对等规聚丙烯(PP)力学性能的影响,发现试样质量分数为0.05%时韧性最好,约是纯PP的2.5倍,但拉伸强度也最低;随着含量的继续增加,试样冲击强度迅速下降到稍高于纯PP的平台值,但拉伸强度也随之提高。运用差示扫描量热仪(DSC)、二维广角X射线衍射(2WAXD)和扫描电子显微镜(SEM)对试样的结晶度和晶体结构进行了研究,发现上述力学性能的不同是由两方面原因导致:作为增韧主体的β晶,一方面试样质量分数为0.05%时最高;另一方面,该含量的试样中β晶发育最为完善,有利于晶片之间的滑移,所以增韧效果最好。

缠绕用无溶剂低温固化双马来酰亚胺树脂体系

在乙烯基苄基化合物改性双马来酰亚胺树脂体系中添加烯丙基苯酚活性稀释剂,得到了粘度小于1000 mPa·s,加工适用期大于8 h,在150～155℃完成固化与后固化、适用于缠绕成型工艺的树脂体系。增韧改性后,该树脂的玻璃化转变温度达到261℃,拉伸强度和弯曲强度分别为73 MPa和133 MPa。

微注射成型PP/ABS共混物相形态

采用传统注射成型和微注射成型制备了聚丙烯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(PP/ABS)共混物的2种尺寸的矩形样条,并对其相形态和力学性能进行了研究。结果表明,2种样条的相形态差异很大,传统注射成型样条皮层分散相变形较大,且在ABS含量达到50%(质量分数,下同)时,仍为分散相形态;而芯层分散相呈球形,在ABS含量为40%时呈共连续结构;微注射成型由于剪切速率较高,冷却速率较快,样条皮层和芯层相形态没有太大的差异,分散相变形均较大,在ABS含量为50%时呈现共连续结构,即相反转区域向ABS含量较高的方向移动;随着ABS含量的增加,2种样条的拉伸强度逐渐降低。

UHMWPE/HDPE的选择性激光烧结及结构性能研究

采用机械混合方法制备超高分子量聚乙烯(UHMWPE)/高密度聚乙烯(HDPE)复合粉末,以改善UHMWPE的选择性激光烧结性能以及烧结件的性能。在选择性激光烧结的条件下,探究HDPE的含量对UHWMPE烧结以及烧结制件性能的影响。结果表明,通过选择性激光烧结发现,不同含量的HDPE/UHMWPE的粉末烧结性能不同,高密度聚乙烯的加入降低了超高分子量聚乙烯的烧结温度,提高了UHMWPE烧结制件的性能;同时,烧结激光功率对烧结件的影响也较大,烧结制件的致密度以及拉伸强度都随着激光功率的增加而增大,但尺寸稳定性有所下降。

iPP/UHMWPP共混物在微型注塑成型下结晶行为的研究

采用熔融共混制备的聚丙烯(iPP)/超高分子量聚丙烯(UHMWPP)复合材料,在微型注塑成型的条件下,探究超高分子量聚丙烯对聚丙烯结晶行为的影响。结果表明,通过DSC测试发现,超高分子量聚丙烯的加入提高了聚丙烯中β晶的含量,微型注塑时,不同模温对聚丙烯中β晶含量影响较大。通过SEM测试发现,β成核剂的加入使得β晶含量增多,同时β球晶细化。2D-WAXD显示超高分子量聚丙烯和β成核剂的加入使得分子链取向更加明显。

纳米CaCO_3和SBS增容PP/K树脂体系的研究

研究了纳米CaCO3和SBS分别添加和复配添加对PP/K树脂(70/30)共混体系相容性的影响。结果表明:纳米CaCO3的质量分数为5.7%时,体系的分散相尺寸降低,分布均匀性改善,有一定的增容效果;当其质量分数为9.1%时,体系的相容性保持不变;SBS的增容效果与纳米CaCO3的类似。纳米CaCO3和SBS先双辊混炼后再复配填充PP/K树脂(70/30)体系,其质量分数为9.1%时,改变纳米CaCO3/SBS的配比,体系的相容性变化不大;纳米CaCO3与SBS复配填充PP/K树脂(70/30)体系的缺口冲击强度比纳米CaCO3或SBS单独填充体系的都有明显提高,但拉伸强度变化不大。

聚苯乙烯蠕变失效的研究

利用蠕变性能测试及DSC、SEM等手段考察了不同条件(温度、应力、紫外光)下聚苯乙烯(PS)的蠕变行为及其失效机理。结果表明:蠕变温度越高,PS的蠕变失效速度越快,遵循时温等效的原理。但在不同的温度区间,PS蠕变的机理并不同;随着蠕变应力的增加,PS的蠕变失效加快,抗蠕变性能下降;紫外光使PS蠕变的速率明显加快,蠕变失效时间明显缩短。

芴基共价三嗪骨架聚合物的室温合成和取代基效应研究

高效合成和功能性基团的引入是当前有机微孔聚合物材料研究的热点.采用强质子酸催化的腈基三聚环化反应,室温合成制备了一系列带有不同取代基的芴基共价三嗪骨架聚合物(FCTF1~FCTF3),系统研究了取代基的变化对所得材料光学性能、多孔性能及CO2吸附能力的影响.其中乙基取代的聚合物FCTF2具有最高的BET比表面积(621m2/g)和CO2吸附能力(1.8 mmol/g,273 K/1.1 bar).该研究有助于加深对有机微孔聚合物结构与性能关系的理解,对该类材料的分子设计有借鉴意义.