促进型硅烷偶联剂的合成及其在天然橡胶/白炭黑复合材料中的应用

利用2-巯基苯荓噻唑和3-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷发生开环反应,生成一种新型的带有促进基团的硅烷偶联剂Si-GM,研究了不同用量的Si-GM对天然橡胶/白炭黑复合材料的门尼黏度、硫化性能、力学性能、微观形貌和耐磨性等的影响,并与用Si-69改性的白炭黑/天然橡胶复合材料的相关性能进行比较。结果表明,Si-GM改性后复合材料的加工性能、硫化速度、力学性能及耐磨性提高。

聚丙烯织物表面超亲水涂层构筑及其油水分离性能

[目的]为得到具有优秀耐久性和高油水分离效率的超亲水性聚丙烯(PP)分离材料。[方法]通过将天然来源的羧甲基纤维素(CMC)与聚丙烯织物共价结合,制备出一种具有超亲水-水下超疏油性能涂层的改性PP织物。通过扫描电镜(SEM)、红外光谱(IR)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对改性后的样品进行分析,利用接触角测量仪和自建油水分离装置测试了改性PP织物的润湿性及油水分离性能。[结果]改性PP织物在空气中的水接触角低至0°,在水下对不同油(包括正己烷、甲苯、煤油、柴油、汽油和石油醚)的接触角都不低于150°,对油水混合物的分离效率都可达到98%以上,分离时的水通量高达69449 L/(m^(2)·h)以上。经过50次循环分离、酸碱盐溶液腐蚀浸泡8 h、砂纸刮擦30次、高含沙量水冲刷2 h等多项测试后,改性PP织物均保持优异的水下疏油性和大于97%的油水分离效率。从微观结构与化学组成的角度揭示了是表面粗糙度与亲水基团的协同作用使PP织物由最初的疏水亲油转变为超亲水-水下超疏油。[结论]通过化学键连接的方式可以在PP织物表面成功构筑牢固结合的超亲水涂层。该改性过程绿色、简便、低成本,能赋予PP织物优异、耐久的油水分离性能。改性后的PP织物有望在复杂水体环境下的油水分离场景中应用。

环境吸湿对玻璃纤维增强尼龙66材料性能的影响

通过研究两种玻璃纤维(GF)增强尼龙(PA)[GF增强PA66(A3WG6,巴斯夫),简称复合材料A;自制PA66+30%GF,简称复合材料B]在环境温湿度条件下调节不同时间后的吸湿状态,探讨了不同时间调节后PA复合材料的拉伸强度、拉伸弹性模量、拉伸应变、冲击强度及收缩率与调节时间的关系,考察了材料在常温环境下调节时间与材料含水率的关系,同时分析了水分对PA复合材料性能影响的机理。结果表明,在试验范围内,PA复合材料在常温环境中的吸湿率随着调节时间的延长而增加,环境吸湿速率在16 h达到最高,在168 h后趋于平稳。吸湿后的PA复合材料拉伸强度随着调节时间的延长逐渐下降,拉伸应变和拉伸弹性模量变化相对较小,冲击强度则随着调节时间的延长逐渐增大。当PA66复合材料A、B在环境温湿度条件下调节168 h后,材料的含水率分别为0.207%和0.145%,材料的拉伸强度分别下降了14 MPa和15.3 MPa,损失率达到6.9%和7.8%。当PA66复合材料A、B在环境温湿度条件下调节960 h后,材料的含水率分别为0.578%和0.439%,材料的拉伸强度分别下降了38 MPa和35 MPa,损失率分别达到18.6%和18.2%,材料的冲击强度则提高了12.3%和45.7%。PA66复合材料A、B在相同环境温湿度条件下调节不同时间后的物理力学性能、吸湿状态呈相同趋势。

玻纤含量对汽车用玻纤增强尼龙复合材料性能的影响

为了研究玻璃纤维(GF)含量对玻璃纤维增强尼龙66(PA66)复合材料(GF/PA66)的物理机械性能、耐热性、常温和低温状态下的冲击性能的影响,采用同向双螺杆挤出和注塑成型工艺制备了不同含量的GF/PA66复合材料,通过灰分、力学性能测试、热变形温度测试等手段对GF/PA66复合材料进行考察。研究结果表明:在试验范围内,GF/PA66复合材料的物理机械性能随着GF含量的增加改善明显,当GF在复合材料中添加的比例为50%时,相比于纯PA66树脂材料,GF/PA66复合材料的拉伸强度、弯曲模量、弯曲强度和冲击强度性能都提高显著,分别提高了229%,445%,227%和338%;当GF质量含量达到25%时,GF/PA66复合材料的热变形温度高达240℃,相比于纯PA66树脂材料,热变形温度提高了269%。本研究为GF/PA66复合材料作为工程塑料,在汽车发动机进气管、中冷管、罩盖以及汽车转向系统传感器罩盖、底盘系统用壳体等相关零部件领域实现广泛应用,提供了重要的数据支持。

防老型硅烷偶联剂改性天然橡胶/白炭黑复合材料的性能研究

基于防老剂防护橡胶老化以及偶联剂改性白炭黑的机理,利用对苯二胺与3-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷发生开环反应,合成出一种新型的防老型硅烷偶联剂(Si-GD)。采用Si-GD改性天然橡胶/白炭黑复合材料,研究了Si-GD用量对天然橡胶/白炭黑复合材料交联密度、微观形貌、力学性能、耐老化性能、耐磨性能的影响。结果表明,Si-GD改性后复合材料的撕裂强度、拉伸强度、定伸应力、回弹性、邵尔A硬度、耐热空气老化性能都明显增加;采用4份Si-GD比采用4份双-[r-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物改性的天然橡胶/白炭黑复合材料具有更好的耐磨性能。