材料科学与工程专业的实践教学改革与实践

根据材料科学与工程专业发展特点,构筑了新的专业实验体系,形成了"以科研促进教学,更好的培养学生的创新能力和工程实践能力"的实践教学模式,经过三届本科生实践教学的改革与实践,证明这种实践教学新模式对培养学生的创新能力有较大的促进作用。

材料科学与工程专业生产实习教学探讨

高等院校材料科学与工程专业生产实习是实践教学过程中一个重要环节，是加深学生所学理论知识理解。培养学生分析问题和解决问题的能力的必由之路。由于教育体制和经济体制改革，生产实习面临很多困难。本文针对近几年来我校及其他兄弟院校材料科学与工程专业生产实习中的现状和问题进行了阐述和分析，最后提出了一些建议。

关于材料科学基础实验教学改革的探索与思考

介绍了材料科学基础课程的主要内容及其实验教学现状,提出了对实验教学改革的具体方法和措施,总结了实验教学改革的预期效果。

对新时期材料学院人才培养模式的几点思考

高等教育伴随着社会的发展和体制的改革,正由精英教育向大众化教育迈进,过去精英教育的人才培养模式已不再适应大众化教育人才培养模式。本文结合材料学院的专业特点,就建立新时期材料学院人才培养的模式谈几点想法。

CaCl2的粒度分布对PA6／CaCl2复合材料结构与性能的影响

采用熔融挤出的方法，制备了PA6／CaCl2复合材料，研究了CaCl2的粒度分布对PA6／CaCl2复合材料的结晶过程和性能的影响。实验结果表明：当CaCl2的粒度在74～150μm时，PA6／CaCl2复合材料的络合反应程度最大，熔点和结晶度最小，复合材料的各项力学性能指标最好。

剪切强度对PA6／CaCl2复合材料结构与性能的影响

采用熔融挤出的方法,制备了 PA6/CaCl_2复合材料,研究了螺杆剪切强度对 PA6/CaCl_2复合材料的结晶过程和性能的影响。实验结果表明:随剪切强度的增大,CaCl_2与 PA6的络合反应程度越大,PA6/CaCl:复合材料的结晶度越小,结晶不完善程度越大,复合材料的黏度越大,熔体流动速率越小。复合材料的拉伸强度、冲击强度随剪切强度的变化存在极值现象,这与剪切强度对复合材料结晶度和络合反应的影响规律及其综合效应有关,低于某一临界剪切强度时,结晶度变化的影响占主导地位,超过这一临界剪切强度后,络合反应的变化影响占主导地位,导致复合材料相应性能随剪切强度的变化而改变。

蒙脱土含量对尼龙1010复合材料流变行为的影响

通过熔融共混挤出法制备了不同蒙脱土(OMMT)含量的尼龙1010(PA1010)的复合材料,研究了OMMT的含量对PA1010/OMMT复合材料流变性能的影响。流变行为研究结果表明,增加OMMT的用量,复合材料储能模量、损耗模量、黏流活化能增大,零剪切黏度明显提高,当OMMT的用量大于5 phr时,PA1010/OMMT体系的黏度发生突变,储存模量-角频率曲线在低频区出现第二平台,对应于应变扫描曲线上出现的2段线性黏弹区域,而稳态流变测试表明,在210℃共混体系黏度随剪切速率的增大而减小,属于非牛顿流体,呈现出剪切变稀的现象,而透射电镜、X射线衍射结果表明,当OMMT的用量为7 phr时,OMMT主要以剥离的形式分散在基体中。

滑石粉及其添加方法对聚丙烯材料结晶形态的影响

用X射线衍射技术研究了填充聚丙烯材料结晶形态的变化,结果表明:滑石粉对PP基体的结晶形态是有影响的,对PP基体结晶过程起异相成核作用,随滑石粉的原始粒径大小、填充量和表面处理程度变化而呈现不同的变化规律。

PA6/LiCl复合材料结构分析与性能研究

采用熔融共混挤出的方法,制备了尼龙(PA)6/LiCl复合材料,研究了不同含量的LiCl对PA6的结晶结构及性能的影响。傅立叶变换红外光谱、差示扫描量热、X射线衍射分析及力学性能测试结果表明,LiCl中Li+和PA6间产生了络合作用,破坏了PA6中原有的氢键,降低了PA6的分子链的规整排列,但该络合作用使PA6分子链间产生了比氢键更强的作用力。随着LiCl含量的增加,复合材料的结晶度逐渐降低,结晶温度和熔融温度也逐渐降低,拉伸、弯曲强度与热变形温度先降低后升高,缺口冲击强度则与之相反。当LiCl质量分数为4.5%时,PA6/LiCl复合材料的力学性能达到最佳。

Mg(OH)2与包覆红磷协效阻燃PP／PA6复合材料的研究

研究了包覆红磷和Mg(OH)2/包覆红磷复配体系对聚丙烯/尼龙6(PP/PA6)合金性能的影响,分析了不同阻燃体系对PP/PA6合金的阻燃性能和力学性能的影响,选用热塑性弹性体POE-g-MAH对阻燃PP/PA6复合材料进行了增韧改性。结果表明:Mg(OH)2与包覆红磷能协效阻燃PP/PA6复合体系,当包覆红磷添加量为15份,Mg(OH)2为30份时,PP/PA6复合材料的氧指数从19.2%提高到27.5%;POE较好地改善了材料的冲击性能,其添加量为15份时,材料的冲击强度可由3.4 kJ/m2增大至8.6 kJ/m2,并保持良好的阻燃性能。

PP／PA6复合材料结构与力学性能的研究

通过熔融共混法制备了聚丙烯/聚酰胺6(PP/PA6)复合材料。研究了PA6和不同增容剂(马来酸酐接枝PP和马来酸酐接枝聚烯烃弹性体)对PP性能的影响。通过力学性能测试、DSC和SEM对PP/PA6复合材料的结构和性能进行了系统研究。结果表明:加入8%PA6和5%增容剂时,复合材料的综合力学性能最佳;PA6对PP有异相成核作用;在增容剂的作用下,PA6均匀地分散于PP基体中,从而起到良好的改性作用。摘要:

CaCl_2含量对PA6/CaCl_2复合材料结构与性能的影响

采用熔融挤出的方法,制备PA6/CaCl2复合材料,研究CaCl2含量对PA6/CaCl2复合材料结构与性能的影响。结果表明:随CaCl2含量的增加,PA6/CaCl2复合材料的结晶度越小,结晶不完善程度越大;复合材料的黏度越大,熔体指数越小。PA6/CaCl2复合材料的拉伸强度,冲击强度随CaCl2含量的增加存在极值现象,弯曲强度随CaCl2含量的增加而增加。

马来酸酐接枝聚丙烯与成核剂提高聚丙烯/滑石粉复合材料性能的研究

分别考察了马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)、成核剂以及这两种不同改性机制的改性剂复配对聚丙烯/滑石粉(PP/Talc)复合材料力学性能和热性能的影响,结果表明:PP-g-MAH和α成核剂均能提高PP/Talc复合材料的强度、刚度和热变形温度,但随着改性剂含量的增大,这些性能都存在最大值或极限值;而且PP-g-MAH使复合材料的断裂伸长率明显降低,β成核剂可显著提高复合材料的冲击韧性和断裂伸长率,马来酸酐接枝聚丙烯与α成核剂复配对复合材料强度、刚度和热变形温度的改善具有协同性,且保持较高的断裂伸长率,马来酸酐接枝聚丙烯与β成核剂复配可获得更好的综合力学性能。

POE/EVA复合发泡材料性能

采用化学发泡法制备以聚乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)为基体,不同含量乙烯-辛烯共聚物(POE)及马来酸酐(MAH)接枝的乙烯-辛烯共聚物的复合发泡材料,并研究POE对EVA发泡材料发泡行为及力学性能的影响。结果表明:随着POE含量的增加,一方面增加了发泡材料的弹性,压缩永久变形降低,但拉伸及撕裂强度降低,另一方面减小了泡孔直径,增加泡孔密度,POE在质量分数30%的时候性能最好,泡孔直径是79.2μm。而随着POE-g-MAH含量的增加,一方面显著提高了发泡材料的拉伸、撕裂强度及耐磨强度,另一方面进一步降低了泡孔直径,增大了泡孔密度。接枝马来酸酐的POE质量分数在30%～40%发泡材料的性能最好,泡孔直径为68.1μm。

PP/PA6复合材料力学性能的研究

研究了PA6用量对PP、PP/SiO2拉伸强度的影响以及不同相容剂PP-g-MAH、POE-g-MAH对PP/PA6共混体系力学性能、相容性和结构的影响。通过力学性能测试、DSC热分析和SEM观察,研究了复合材料的性能。研究结果表明:PA6的加入可以提高PP、PP/SiO2体系的拉伸强度;两种相容剂的加入都可使PP/PA6体系的相容性增加,但PP-g-MAH的加入主要表现为增强效果,而PP-g-MAH的加入主要表现为增韧效果。

材料专业综合性实验改革思路与实践

对该院近7年来材料专业实验课的改革进展、思路及实践进行了总结。对材料实验中心原专业实验课的改革,特别是独立设课的综合实验课的课程体系、开设方案及教学目的做了详细介绍。

PP／无机纳米粒子／POE-g-MAH三元复合材料的研究

采用熔融共混法分别制备了PP/纳米SiO2/POE-g-MAH和PP/纳米TiO2/POE-g-MAH两种复合材料;通过力学性能测试和SEM照片研究了其力学性能及微观形态结构。结果表明:纳米SiO2和纳米TiO2对PP/POE-g-MAH复合材料具有增强增韧作用,在POE-g-MAH的用量为5%、纳米粒子的用量为2%时,PP/无机纳米粒子/POE-g-MAH复合材料的综合力学性能达到最佳;SEM分析表明,该复合材料在断裂过程中发生塑性变形,因而韧性较佳;由DSC分析可知,纳米SiO2、TiO2均对PP基体有异相成核作用,此作用随POE-g-MAH的加入得到进一步促进。

玻璃微珠改性聚氯乙烯复合材料的性能研究

选用含氨基较多的硅烷偶联剂（KH792）和聚醚型成膜剂复合处理玻璃微珠,制备了聚氯乙烯/玻璃微珠（PVC/GB）复合材料。研究了玻璃微珠用量对复合材料力学性能、热性能和流动性能等的影响。结果表明：当玻璃微珠加入量在0%-15%时,玻璃微珠在聚氯乙烯基体中均匀分散、不团聚,随着玻璃微珠加入量的增加,其复合材料的韧性、耐热性逐渐提高,同时赋予材料良好的熔体流动性。

水滑石对IFR/HDPE复合材料的协效作用

利用熔融共混法制备了水滑石(LDH/)膨胀型阻燃剂(IFR/)高密度聚乙烯(HDPE)复合材料,并对复合材料的力学性能、阻燃性能、热稳定性能和燃烧炭层结构进行了研究。结果表明:LDH对复合材料具有明显的增强作用,在聚磷酸铵/丙三醇/三聚氰胺/HDPE体系中增强幅度最大;LDH能有效提高复合材料的氧指数,且在丙三醇和季戊四醇阻燃复合体系中能有效抑制熔滴和发烟量;LDH可以促进膨胀阻燃体系形成质密多孔炭层并,提高炭层的强度。

阻燃聚丙烯／三聚氰胺聚磷酸盐／磷酸三苯酯复合材料的制备及性能研究

利用熔融共混法制备了阻燃聚丙烯(PP)/三聚氰胺聚磷酸盐(MPOP)/磷酸三苯酯(TPP)复合材料,并探讨了MPOP含量和MPOP/TPP质量比对其力学性能、热稳定性和燃烧性能的影响。结果表明,单独添加MPOP时,随着MPOP添加量的增加,复合材料的拉伸性能降低,冲击性能、热稳定性和阻燃性能提高;MPOP与TPP复配后,固定MPOP/TPP总含量为30份时,随TPP含量的增加,复合材料的断裂伸长率和缺口冲击强度呈增大趋势,拉伸强度呈减小趋势,热稳定性下降,阻燃性能先提高后下降,当MPOP/TPP质量比20/10进行复配时阻燃性能最佳。