表面改性和复合工艺对金属纤维/聚合物复合材料性能的影响

以不锈钢纤维为导电填料 ,分别与 ABS和 PP复合 ,制得了电磁屏蔽用导电高分子复合材料。考察了表面改性和复合工艺对金属纤维 /聚合物复合材料性能的影响。结果表明 ,用不同表面处理剂处理不锈钢纤维后 ,随纤维表面张力增加 ,复合材料的电阻率增加。使用母料法工艺可以有效地改善金属纤维在聚合物基体中的分散 。

SBS及SBS-MAH改性PS/纳米CaCO_3复合材料的研究

将嵌段热塑性弹性体SBS与PS及纳米C aCO3熔融复合以增韧PS及PS/纳米C aCO3复合材料。结果显示:在含5 phr纳米C aCO3的PS/纳米C aCO3复合材料中加入不同比例的SBS后,随SBS含量增加,复合材料的缺口冲击强度及无缺口冲击强度均增加,复合材料的缺口敏感性及拉伸强度下降,断裂伸长率则成倍增加,材料在达到挠度3.2 mm时不发生弯曲断裂现象,显示出SBS对PS良好的增韧效果。M AH对SBS的接枝改性有助于进一步提高PS/SBS/纳米C aCO3复合材料的拉伸强度及弯曲强度。电镜照片显示纳米C aCO3在PS基体中主要呈微米分散状态,SBS的加入有助C aCO3纳米分散程度的提高。

苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物及其接枝马来酸酐增韧聚苯乙烯/纳米碳酸钙复合材料

以过氧化二异丙苯(DCP)为引发剂,通过单螺杆挤出机熔融挤出,制备了苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯接枝马来酸酐(SIS-MAH),研究了SIS及SIS-MAH对聚苯乙烯(PS)/纳米碳酸钙(nano-CaCO3)复合材料物理、力学性能的影响,对其结构进行了表征。结果表明,MAH的用量宜为SIS质量分数的3%,DCP的用量应小于MAH质量分数的0.3%;当1份nano-CaCO3加入到PS/SIS(质量比100/2)复合材料中,SIS与nano-CaCO3产生协同增韧效应,复合材料的无缺口冲击强度可提高到9.83 kJ/m2,但其缺口敏感性增大;SIS-MAH较SIS对PS/nano-CaCO3复合材料具有更好的增韧效果,接枝率为3.08%的SIS-MAH改性PS/CaCO3复合材料(质量比100/5/6)的无缺口冲击强度可提高到11.69 kJ/m2;当SIS用量为6份时,SIS改性复合材料不发生弯曲断裂;当SIS-MAH用量为2份时,SIS-MAH改性复合材料不发生弯曲断裂。

大分子相容剂改性纳米CaCO_3/PP复合材料的非等温结晶行为

熔融混炼制备了4种大分子相容剂改性的纳米CaCO3/PP复合材料,用DSC和WXRD研究了复合材料中PP的结晶与熔融行为。结果表明,纳米CaCO3对PP结晶存在异相成核作用,并诱导PP形成β晶。相容剂丙烯酸接枝聚丙烯(PP-g-AA)和马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MA)也存在异相成核作用,提高PP结晶温度。PP-g-AA、PP-g-MA和马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MA)与纳米CaCO3存在异相成核协同作用,进一步提高PP的结晶和熔融温度,PP-g-MA和POE-g-MA还促使纳米CaCO3诱导PP生成β晶。但马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA-g-MA)则阻碍纳米CaCO3对PP的异相成核作用。实验结果表明纳米CaCO3/PP复合材料中PP结晶的异相成核作用与纳米CaCO3/PP界面的相互作用有关,而纳米CaCO3/PP界面的相互作用与相容剂的结构有关。

母料制备纳米CaCO_3/PP复合材料的结晶性能

本文用溶液法制备的不同单体改性PP包覆纳米CaCO3母料制备纳米CaCO3/PP复合材料,用DSC和POM研究了复合材料中PP的结晶与熔融行为及结晶形态。研究结果表明改性复合材料中PP的结晶温度与单体类型和用量有关。单体的极性增加,异相成核作用越强。除马来酸酐外,反应单体改性对PP熔融温度影响不大,但峰形不同。丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、马来酸酐和苯乙烯改性更有利于形成β晶,β晶熔融峰的强度与单体类型有关;但丙烯酸改性无β晶形成。改性复合材料的球晶明显变小。

紫外光老化PP/纳米CaCO_3复合材料结晶与熔融行为研究

用DSC和WAXD研究了紫外光老化PP/纳米CaCO3(PP/CC)和相容剂改性PP/CC复合材料的结晶与熔融行为,结果表明随着紫外光老化时间增加,PP熔融温度逐渐降低,结晶度先增加后趋于稳定;PP结晶温度先提高后降低,PP/CC结晶温度降低,相容剂改性PP/CC降低更加明显。紫外光老化PP/CC结晶温度高于纯PP,表明CC对老化PP还具有异相成核作用。未光照的PP-g-MA和POE-g-MA改性PP/CC结晶温度高于未改性的,归结于相容剂与CC相互作用形成的钙盐的异相成核作用;但紫外光老化后PP结晶温度低于未改性PP/CC的,归结于钙盐受到紫外光的作用,失去对PP结晶的异相成核作用和诱导PP生成β晶的能力。

纳米CaCO_3/PP复合材料光氧老化行为的红外光谱研究

熔融挤出制备了3种大分子相容剂改性纳米CaCO3/PP复合材料,利用FTIR研究了复合材料的光氧化行为。结果表明,纳米CaCO3促进了PP的光氧化降解,但不改变PP的光氧化反应机理。不同相容剂对纳米CaCO3/PP复合材料光氧化行为有不同的影响,马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MA)和马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA-g-MA)促进纳米CaCO3/PP复合材料的光氧化降解,而马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MA)降低纳米CaCO3/PP复合材料的光氧化速率,认为与不同相容剂对PP结晶形态和结晶度有不同影响有关。

PS/粘土纳米复合材料的研究进展

聚苯乙烯(PS)与粘土复合是一种快速有效制备纳米复合材料的途径。PS/粘土纳米复合材料具有更高的强度、韧度等力学性能和热稳定性,并具有一定的阻燃性和离子电导性。就粘土的改性与复合材料的制备方法、纳米复合材料的物理、力学性能及间规PS/粘土纳米复合材料中间规PS的结晶性进行了综述。

PP/纳米CaCO_3复合材料的紫外光老化行为

用FT-IR研究了紫外光老化聚丙烯(PP)/纳米CaCO3和相容剂改性PP/纳米CaCO3复合材料的微观结构变化,结果表明,纳米CaCO3和相容剂加入加快了PP紫外光氧化降解,但对PP光氧化降解机理无影响。纳米CaCO3促进PP光氧化降解作用较相容剂的大。纳米CaCO3加快PP紫外光氧化降解主要归结于纳米CaCO3加入形成大量界面的影响。而相容剂促进PP光氧化降解,主要归结于相容剂对光稳定剂的吸附作用,相容剂极性越大,吸附作用越强。

PS/纳米CaCO_3复合材料玻璃化转变及物理老化研究

通过差示扫描量热法(DSC)测定了PS/纳米CaCO3复合材料的玻璃化转变温度及热物理老化样品的解缠结热焓。结果表明:纳米粒子加入有利于PS分子链段松弛运动,PS/纳米CaCO3复合材料的Tg随纳米粒子含量增加而有不同程度的下降。复合材料物理老化后,Tg向高温方向移动,解缠结热焓值比纯PS增大并随物理老化温度的提高而增加。68℃或78℃老化样品分别在纳米CaCO3质量分数为1%和3%时出现最大解缠结热焓值。与PS/纳米CaCO3相比,PS/包覆纳米CaCO3复合材料的Tg虽然变化不大,但解缠结热焓值提高。

纳米CaCO3／PP／PS复合材料的结晶与熔融行为

熔融方法制备了纳米CaCO3／PP／PS复合材料，DSC研究了PP／PS、增容PP／PS共混物及其纳米CaCO3填充共混物的结晶与熔融行为。研究结果表明加入PS对PP结晶行为影响不大，但导致PP熔点下降，熔融峰从单峰变为双峰。纳米CaCO3和增容剂对PP／PS共混物中PP结晶存在异相成核作用，提高PP结晶温度和熔点，PP—g—MA和PP—g—AA的异相成核作用比CaCO3的大。PP—g—MA增容的PP／PS共混物和CaCO3填充共混物有利于PP形成β晶，但CaCO3填充共混物、PP—g—AA的增容PP／PS共混物和CaCO3填充共混物无β晶形成。

端羧基分散剂对PS/纳米CaCO_3复合材料性能的影响

以巯基乙酸为链转移剂制备了不同分子量的含端羧基聚丙烯酸丁酯(PBACOOH)低聚物分散剂,并将其用于聚苯乙烯(PS)/纳米CaCO3复合材料的分散改性。通过动态流变仪、电子拉力机及差示扫描量热仪对复合材料性能进行表征。结果表明,PBACOOH可提高PS/纳米CaCO3复合材料的拉伸强度及缺口冲击强度,缺口冲击强度的增幅最高可达54%。含量为纳米粒子用量1%(质量分数)的PBACOOH分散剂使复合材料熔体储能模量、损耗模量及黏度下降,G′与G″的交点频率向高频方向移动。随分子量降低及端羧基含量增加,物理老化试样在Tg转变区的解缠结热焓增大。

SIS及其MAH接枝物改性PS/纳米CACO_3复合材料的力学性能

将苯乙烯与异戊二烯嵌段共聚物(SIS)改性PS/纳米CACO3复合材料,材料冲击强度随着SIS用量的增加而提高。PS/纳米CACO3/SIS(质量百分比为100/5/8)复合材料的缺口和无缺口冲击强度分别由PS的1.61和6.35 KJ/M2提高到2.21和7.59 KJ/M2。熔融接枝马来酸酐MAH后,材料冲击强度进一步提高。MAH接枝率为3.08%的PS/纳米CACO3/SIS-MAH(100/5/6)复合材料的无缺口冲击强度由SIS改性材料的7.69 KJ/M2提高到11.69 KJ/M2。随着SIS及SIS-MAH的用量的增加,复合材料的拉伸强度下降,断裂伸长率明显提高。动态力学性能表明纳米CACO3对PS/SIS具有一定的增强作用。

层次孔活性炭气凝胶/硫复合正极材料的制备及其电化学性能

以有机气凝胶RC-500为原料,采用低质量比KOH(KOH∶有机气凝胶=3∶1)活化的方法,900℃炭化活化,制备出一种具有层次孔结构的活性炭气凝胶ACA-500-3。将其作为硫载体,与单质硫在155℃熔融复合后制备出含硫量达66.2%的锂硫电池正极复合材料(ACA-500-3-S)。通过N2吸附、SEM、TEM、XRD和XPS等测试手段考察ACA-500-3和ACA-500-3-S的结构和形貌,并利用循环伏安、恒流充放电和交流阻抗等方法研究ACA-500-3-S的电化学性能。ACA-500-3-S在0.2 C(1 C=1 675 m A·g-1)电流密度下,初始放电比容量高达1 287 m Ah·g-1,200圈后比容量保持在643 m Ah·g-1,并表现出良好的倍率性能,明显优于单质硫电极。

刚性粒子增韧聚合物体系的研究发展

刚性粒子增韧技术是制备兼具高刚性和高韧性的聚合物复合体系的有效手段 ,不仅具有重要的理论研究价值 ,而且具有广阔的应用前景和商业价值。本文综述了近 2 0年来有关刚性粒子增韧聚合物复合体系的研究概况 ,并着重讨论了刚性无机粒子增韧结晶性聚合物的增韧机理。大量研究表明 ,刚性粒子增韧聚合物的实现来源于两方面的贡献 ,其一是刚性粒子的引入所导致的局部应力状态的改变。通过脱粘、空化、三维应力约束的解除 ,为基体的剪切屈服提供应力条件。其二是刚性粒子对基体的结晶行为产生影响 ,使晶粒尺寸变小 ,完善程度降低 ,甚至在界面附近形成择优取向的滑移阻力较小的结晶层 ,从而促进基体发生屈服变形。基于大量的研究结果 ,作者指出最佳的增韧效果是适当的界面粘结强度 ,足够高的填料含量 ,基体较低的结晶度和屈服应力等因素所决定的。由此作者提出了刚性无机粒子增韧聚合物体系的界面设计方案。

大分子相容剂改性Mg(OH)_2/PP阻燃材料的性能

用双螺杆挤出机熔融挤出法制备了相容剂改性氢氧化镁/聚丙烯[Mg(OH)2/PP]阻燃材料。研究了马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MA),马来酸酐接枝(乙烯/辛烯)共聚物(POE-g-MA)和马来酸酐接枝聚醋酸乙烯酯(EVA-g-MA)3种大分子相容剂对阻燃材料的熔体流动性、结晶行为、力学性能和断口形态的影响。结果表明:相容剂PP-g-MA和POE-g-MA的加入使阻燃材料的熔体流动速率降低,PP结晶温度提高,EVA-g-MA的加入使阻燃材料熔体流动速率数提高;Mg(OH)2对PP结晶存在异相成核作用,Mg(OH)2的加入使PP的冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率降低,杨氏模量提高;相容剂改性后Mg(OH)2/PP阻燃材料的拉伸强度提高,其中以PP-g-MA最为明显,而POE-g-MA则提高了阻燃材料的冲击强度。

纳米银粒子对聚合物激光离解方式的影响

采用激光飞行时间质谱研究了添加纳米银粒子的聚合物ＰＳ和ＰＭＭＡ的激光离解方式的变 化，发现纳米银粒子导致聚合物炭化，在两相界面有诱导石墨化的作用；而且纳米银粒子的这种作用与两相 的界面相互作用和结构有关．热处理导致纳米银粒子与ＰＭＭＡ的界面反应会改变激光能量的转化方式， 从而减弱其激光炭化作用，

修饰纳米CdS/聚合物的界面相互作用与光学性能

采用微乳液法结合原位表面修饰合成了纳米尺度的硫化镉粒子,采用溶液共混和静态铺膜方法制备了纳米粒子/聚合物复合体系,以研究纳米粒子与聚合物间的界面作用.结果表明,经修饰的纳米CdS粒子比较均匀地分散于聚合物基体内,纳米粒子与聚合物基体间存在较强的相互作用.根据复合体系的紫外-可见吸收光谱和荧光光谱,分析了表面修饰(表面修饰剂种类、表面修饰剂用量等)对纳米粒子的分散以及复合体系界面特性的影响,证实了表面修饰剂具有促进纳米粒子分散和消除粒子表面缺陷的作用。

PP／苯乙烯系聚合物共混物中的β-成核剂作用的研究

该文采用负载型β-成核剂成核PP分别与PS、AS、ABS共混制备了β-PP共混物。用DSC和WAXD研究了苯乙烯系聚合物对β-成核PP中的β-成核作用的影响和β-PP共混物的结晶行为、结晶形态、熔融特性和β-晶含量。观察到随着苯乙烯系聚合物用量增加,β-成核PP的结晶温度稍有降低,尤其ABS。苯乙烯系聚合物加入不影响β-成核PP的熔融特性,呈现三个熔融峰。β-成核PP共混物的β-晶含量随着苯乙烯系聚合物用量增加而降低,但可得到β-晶含量高于80%以上β-PP共混物。

反应性模板剂诱导原位超交联法制备层次孔聚合物和碳材料

首先设计合成出新颖反应性Si O2模板剂(即表面含苄基氯化学官能团的Si O2纳米球),然后利用1,4-对二氯苄(DCX)作为自交联功能单体,成功地发展了一种"反应性模板剂诱导原位超交联法"制备层次孔聚合物(HPP)及其层次孔碳材料(HPC)的新思路:一方面,DCX作为有机单体分子,可与Si O2纳米球表面的苄基氯化学官能团原位反应形成共价键,极大地增强了聚合物前驱体和模板剂的相互作用力,有利于模板剂的高度单分散和表面均匀包覆共价有机聚合物;另一方面,DCX分子可以发生自交联反应,免去交联剂的额外添加,简化了制备流程.利用该法所得HPP具有独特的微孔-中孔-大孔呈层次化分布的孔结构特征:微孔壳-大孔腔空心纳米球之间相互交联堆叠形成丰富的中孔和大孔,各层次纳米孔道紧密相连.进一步地,HPP的共价有机骨架具有超交联化学结构,可确保这类层次孔纳米结构在高温碳化过程中的稳定继承,由此制得HPC,其BET比表面积为756 m2·g-1.