丙烯-乙烯共聚物/乙烯-1-辛烯共聚物层状复合材料的力学性能研究

利用自主设计的一套可进行微层共挤出的口模,分别制备了2层、16层、32层和64层丙烯-乙烯共聚物(PPE)/乙烯-1-辛烯共聚物(POE)交替层状复合材料。研究了制得的层状复合材料的应力-应变行为,利用等效盒子模型(equivalent box model)描述了层状复合材料与相应的常规PPE/POE共混材料力学行为的区别.通过对共挤出材料和共混材料的拉伸数据进行分析后发现,具有层状结构特别是多层结构的共挤出材料具有比共混材料更为优异的屈服和断裂伸长性能.

交替多层TPU/SEBS复合材料阻尼隔声性能的研究

用自行设计的微层挤出体系制备了热塑性聚氨酯弹性体/苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(TPU/SEBS)交替多层复合材料,同时准备了同组分的传统共混样品。实验结果结果表明:与传统共混样品相比,交替多层TPU/SEBS复合材料具有更宽的阻尼温域、更高的隔音系数和更优异的力学性能。并且随着层数的增加,其阻尼、隔声和力学性能提高。

多级拉伸挤出制备PP/OMMT纳米复合材料的性能研究

采用自行设计的多级拉伸设备制备了聚丙烯/有机改性蒙脱土纳米复合材料,并对复合材料的热稳定性,阻隔性能和流变学性能进行了研究。实验结果表明:多级拉伸挤出技术不仅能有效的使填料分散,并且能使有机改性的蒙脱土在基体中沿流动方向取向,从而在一定程度上提高复合材料的性能。

EPDM/PS交替多层复合材料的力学性能分析

用自行设计的微纳多层共挤出体系制备了三元乙丙橡胶/聚苯乙烯(EPDM/PS)交替多层复合材料。偏光显微镜和扫描电镜分析表明,所制备的复合材料具有规则层状交替结构。与同组分的一般共混样品相比,64层EPDM/PS交替复合材料表现出不同的拉伸断裂行为:初期的PS断裂行为和后期的EPDM拉伸行为。EPDM和PS层保持了较好的连续性,且EPDM层阻止了PS层裂纹向相邻PS层的发展,使64层样品与同组分的一般共混样品相比具有较高的拉伸强度和杨氏模量。讨论了在PS相中加入相容剂苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)对64层EPDM/PS交替复合材料力学性能的影响,发现SEBS的加入提高了PS相的韧性,并且改善了EPDM层与PS层界面的相互作用。

CPVC／PVC与CPVC／ABS合金加工性能研究

研究了聚氯乙烯(PVC)与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)用量对氯化聚氯乙烯(CPVC)/PVC、CPVC/ABS合金最低塑化温度Tmin、塑化时间t、平衡扭矩TQ等加工性能以及体系的热稳定性的影响;同时对合金的耐热性能进行了分析。结果表明,随着体系中PVC、ABS用量的增加,CPVC/PVC、CPVC/ABS合金的Tmin、t和TQ降低,而体系的热稳定性增加。

聚氯乙烯／α-甲基苯乙烯-丙烯腈共混体系的相容性和性能研究

选用腈基含量为30%的α-甲基苯乙烯-丙烯腈(-αMSAN)作为聚氯乙烯(PVC)的耐热改性剂,通过熔融共混制备了PVC/-αMSAN共混材料。通过SEM、DSC、DMA及透光率测试等手段系统研究了-αMSAN的含量对PVC/-αMSAN共混体系相容性的影响,发现在高达60%(wt)的-αMSAN的含量范围内它们具有良好的相容性,并从分子结构上解释了其相容性良好的原因;随-αMSAN含量增加,共混体系的维卡软化温度(VST)和拉伸强度上升,冲击强度下降;-αMSAN的引入会导致共混体系及PVC静态热稳定时间下降,共混体系的颜色加深。同时分析了-αMSAN对共混体系耐热性能、热稳定性能和力学性能产生影响的机理。

纳米水滑石对PVC热稳定性能的影响研究

研究了纳米水滑石(HT)对聚氯乙烯(PVC)热稳定性能的影响及其作用机理。静态热稳定性实验发现HT吸收HCl的能力与用量呈线性关系;动态热稳定实验发现将HT与硬脂酸钙、硬脂酸锌进行复配后,HT用量为1份时协同作用最明显;Haake转矩流变仪测试表明:HT能够促进PVC的塑化,缩短塑化时间;PVC的热分解产物及热失重测试表明,HT能够提高PVC高温分解过程中的成炭能力,抑制PVC热分解过程中苯类衍生物的释放,改善PVC体系的抑烟性能;通过FTIR测试表明,HT能与PVC主链上的Cl产生相互作用,使C—Cl伸缩振动往低波数方向移动。

DGEBF/DDS体系固化动力学机理的研究

以4,4′-二氨基二苯砜(DDS)胺类固化剂固化9,9-二[4-(2,3环氧丙氧基)苯基]芴(DGEBF),采用非等温DSC法推导了固化反应参数和固化机理,并用原位红外和移动窗口二维相关红外分析对固化机理和固化模式进行了验证。结果表明:DGEBF/DDS体系固化反应的表观活化能为64.08 kJ/mol,扩散因子为4.05×104s-1,反应级数为1.55;固化工艺为150℃/1.5 h+190℃/2 h+220℃/1.5 h;固化模式为枝状成核的自催化反应;固化机理为伯胺先与环氧基反应生成仲胺,肿胺继续与环氧基反应生成叔胺,2个反应同时进行,以及在高温下的羟基与环氧基的自催化反应,交联的固化网络逐渐形成。

微层共挤出(PP+EVOH)/PP阻隔材料的结构与性能研究

利用微层共挤出技术制备了具有交替层状结构的(PP+EVOH)/PP复合材料,其中PP为聚丙烯,EVOH为乙烯-乙烯醇其聚物.通过扫描电子显微镜观察、气体渗透实验、差示扫描量热仪分析以及力学性能测试研究了微层共挤出复合材料的形态结构及其对复合材料气体阻隔性能、力学性能以及结晶性能的影响.研究结果表明,通过微层共挤出技术,PP层和(PP+EVOH)层沿挤出方向交替排列,EVOH在PP基体中的的分散形态由零维球形变为一维纤维状,进而演变为二维片状.这些形态导致微层共挤出材料的氮气渗透系数和断裂伸长率较普通共混物分别下降了两个数量级和提高了27倍,并且显著影响其结晶行为.当层数超过64层后,由于PP层减薄,界面增多,EVOH不仅对(PP+EVOH)层中PP相存在结晶成核作用,而且对PP层也有结晶成核作用.

氯化聚氯乙烯的增韧改性

研究了不同结构的弹性粒子——ABS、CPE、ACR对氯化聚氯乙烯(CPVC)力学性能的影响。研究表明,三种弹性粒子均能有效地改善CPVC的冲击强度,提高其断裂伸长率,如在CPVC中加入12 phr的ABS,其冲击强度可增加177.7%。但同时,材料的拉伸强度受损。CPE-ABS和CPE-ACR二元复合弹性体对CPVC有较好的协同增韧作用。加入二元复合弹性体后,体系的断裂机制将发生脆-韧转变。

多壁碳纳米管增强炭黑/聚丙烯导电复合材料导电行为

为了充分利用不同导电粒子的导电作用,在炭黑(CB)/聚丙烯(PP)导电复合体系中引入了多壁碳纳米管(CNTs)。研究发现:引入的CNTs分散在CB粒子间起到"桥梁"作用,使体系的导电性能得到明显改善,并且CB∶CNTs为19∶1时其协同导电效果最好,该复合体系出现逾渗现象,对应的导电填料体积分数明显降低。在导电填料总体积分数为4.76%时,少量CNTs的引入就可使复合体系的体积电阻率从109Ω.cm下降到105Ω.cm;同时少量的CNTs能明显抑制炭黑/聚丙烯导电复合材料的正温度效应(PTC),使PTC强度从6.10降低到1.48,PTC转变峰温度从166℃升高到174℃。少量的CNTs可以使PP的结晶温度提高12℃,对PP结晶的成核作用比CB更加明显。复合体系力学性能随导电填料体积分数增加而明显降低,但因为体积电阻率一定时CB-CNTs/PP体系所需导电填料体积分数较CB/PP体系明显降低,因此少量CNTs的引入能够使复合体系的力学性能得到更大程度的保持。