聚丙烯/ZnO复合材料的力学性能及热性能

研究了ZnO体积分数和界面对复合材料力学性能和热性能的影响规律,为导热复合材料制备过程中基体与填料配比的选择、合适的填料表面处理方法以及实现力学性能与热性能的兼顾提供了指导依据。研究结果表明：当φ(ZnO)<20%时,填料的加入有利于全面提高复合材料的力学性能和热性能;NDZ-132偶联剂的加入有助于改善聚丙烯/ZnO复合材料的热性能与力学性能,但是界面强度过大会使材料呈现脆性,冲击性能略有下降。加入大分子偶联剂相当于在填料表面增加一个柔性层,有利于提高材料的冲击性能,但是不利于热能在材料内部传递。随着NDZ-132偶联剂质量分数的增加,复合材料的导热性能、拉伸及弯曲性能都呈现出先增加后降低的趋势;当偶联剂质量分数约为1.5％时,复合材料性能达到最佳值     

嵌段共聚偶联剂对玻璃纤维增强聚丙烯界面粘结的影响

合成了苯乙烯与丁二烯及含C==C硅烷的嵌段共聚偶联剂。采用该嵌段共聚物对玻璃纤维进行了表面处理，通过单丝临界长度法测定了玻璃纤堆增强聚丙烯的界面剪切强度。结果表明：采用嵌段共聚偶联剂对玻璃纤维进行处理，可以有效地改善玻璃纤维增强聚丙烯的界面粘结，其界面改性效果优于普通小分子偶联剂；嵌段共聚偶联剂的分子结构对界面粘结有影响，采用适当的嵌段长度，可获得较好的界面粘结；在基体树脂中加入功能化聚丙烯。可改善复合体系的界面粘结；基体树脂分子链较长或流动性好、粘度低，有利于基体与歼堆的的界面粘结。     

PTW增韧PBT及GF增强PBT/PTW复合材料的机械性能

研究了反应性弹性体乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(PTW)增韧聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)复合材料以及玻璃纤维(GF)增强PBT/PTW复合材料的冲击、拉伸和弯曲性能.实验结果表明:通过PTW增韧PBT,PBT/PTW二元体系的韧性得到了较大的改善,但是其拉伸和弯曲性能却下降了近50%;通过GF增强PBT/PTW,虽然该复合材料的冲击强度有所下降,但是其拉伸和弯曲性能却得到了较大的改善,从而使PBT/PTW/GF复合材料具有较高的韧性和较强的刚性.     

接枝聚丙烯蜡对玻璃纤维增强聚丙烯界面作用

在聚丙烯蜡分子链中引入羧基官能团，并用其作为玻璃纤维增强聚丙烯的界面处理剂。通过改进的单丝临界长度法测定了四处偶联剂与上述聚丙烯蜡共同处理的玻璃纤维与聚丙烯的界面剪切强度，发现改性或者未改性的聚丙烯蜡的加入都会使增强体系界面剪切强度明显提高，分析其原因可能是未改性的聚丙烯蜡分子链上本身含有一定的极性基团。但是，偶联剂种类的变化对体系界面剪切强度的影响却很小。     

聚丁二烯/聚甲基丙烯酸甲酯接枝共聚物的合成及表征

以顺酐为“桥连剂”,通过顺酐与端羟基(PMMA)的酯化反应,合成了大分子表面改性剂聚丁二烯/聚甲基丙烯酸甲酯接枝共聚物。探索了反应规律,并用IR、NMR、TGA对其结构和热性能进行表征。结果表明:接枝共聚物的热稳定性随着PMMA含量及侧链PMMA长度的增加而下降,接枝共聚物具有良好耐热性和择优表面迁移特性,适合于作为聚丙烯的大分子表面改性剂。     

RAFT聚合制备氟硅嵌段共聚物及结构性能

以三硫代酯封端的聚二甲基硅氧烷作为大分子链转移剂,通过可逆加成断裂链转移聚合(RAFT)制备了一系列聚二甲基硅氧烷-b-聚甲基丙烯酸十二氟庚酯 (PDMS-b-PDFHMA)二嵌段共聚物。利用凝胶渗透色谱(GPC)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、氢核磁共振谱(1H-NMR)对该嵌段共聚物的组成、结构和分子量进行了表征,并通过接触角测量对其表面性能进行了研究。结果表明,该嵌段共聚物具有预期结构,分子量可控,表面性能优异。     

界面处理对聚丙烯/玻璃微珠体系流变性能的影响

研究了偶联剂(KH 550)和马来酸酐接枝聚丙烯(M PP)表面偶联反应对聚丙烯(PP)/玻璃微珠(GB)复合材料界面形态和流变性能的影响。采用ARES型旋转式流变仪和扫描电镜(SEM)对材料的熔体粘度、动态特性以及界面形态作了研究。实验结果表明:玻璃微珠对材料有增加模量和粘度的作用,并且GB含量越高材料的模量和粘度就越高。使用KH 550偶联剂处理GB后,其表面变得更为粗糙,且体系相容性未得到改善,材料的粘度与模量有所上升。在基体中加入少量能与KH 550反应的低分子量M PP,虽然体系相容性得到了改善,但是降低了粘度;然而KH 550与M PP界面反应形成的“聚合物刷”又具有增粘作用,因此体系中增粘作用和降粘作用相互竞争。实验证明降粘作用为主导作用,体系粘度下降。     

聚丙烯酸叔丁酯-b-聚(N-异丙基丙烯酰胺)嵌段共聚物的制备及其自组装

以氯化亚铜/N,N,N′,N″,N″-五甲基二乙撑三胺为催化体系、丁酮和异丙醇为混合溶剂,采用原子转移自由基聚合法制备了大分子引发剂聚丙烯酸叔丁酯(PtBA-Cl)和聚丙烯酸叔丁酯-b-聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PtBA-b-PNIPAM)两亲性嵌段共聚物.用红外光谱和核磁共振谱表征 PtBA-b-PNIPAM 嵌段共聚物的结构,动态光散射及透射电镜研究嵌段共聚物在溶液中的温度响应性.结果表明:胶束的体积相转变温度在 33℃左右;随着温度的增加,胶柬的粒径逐渐减小.     

界面处理和冷却条件对玻璃纤维与聚丙烯界面结合的影响：Ⅱ. …

通过测定，得出马来酸酐改性聚丙烯（ＭＰＰ）是提高玻璃纤维与聚丙烯树脂界面剪切强度的关键因素，而偶联剂的变化对体系界面剪切强度的影响较少，用仪器分析证实了酸酐基团与玻璃纤维表面发生化学反应的实质，以及当界面存在改性聚丙烯时，应选择Ａ－１７４ＴＭ硅烷偶联剂处理增强聚丙烯的玻璃纤维，而不是传统的Ａ－１１００ＴＭ硅烷偶联剂。     

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。     

界面处理和冷却条件对玻璃纤维与聚丙烯界面结合的影响 I.不同界面处理对界面剪切强度的影响

通过测定，得出马来酸酐改性聚丙烯（ＭＰＰ）是提高玻璃纤维与聚丙烯树脂界面剪切强度的关键因素，而偶联剂的变化对体系界面剪切强度的影响较少，用仪器分析证实了酸酐基团与玻璃纤维表面发生化学反应的实质，以及当界面存在改性聚丙烯时，应选择Ａ－１７４ＴＭ硅烷偶联剂处理增强聚丙烯的玻璃纤维，而不是传统的Ａ－１１００ＴＭ硅烷偶联剂。     

玻璃纤维增强聚丙烯结晶力学研究

通过DSC方法研究了玻璃纤维增强聚丙烯复合体系的结晶行为,探讨了体系等温及非等温结晶动力学,采用Mandelkern方法和Jeziorny方法对体系的非等温结晶动力学进行了处理。结果表明：玻璃纤维的引入改变了聚丙烯的结晶温度和结晶度,对聚丙烯的结晶有成核作用,短玻璃纤维的成核作用强于玻璃纤维毡;聚丙烯及玻璃纤维增强聚丙烯的等温结晶在相当大的结晶范围内符合Avrami方程;由Jeziorny方法得出的单位冷却速率非等温结晶能力参数Gc不随冷却速率的改变而变化,能较好地反映结晶过程,可用该方法材料结晶动力学进行计算。     

界面改性对玻纤增强聚丙烯弯曲强度的影响

为了提高玻纤增强聚丙烯（ＰＰ）的界面粘结，分别用Ｂ３０１或硅烷偶联剂对玻纤表面进行了处理，用过氧化物和顺丁烯二酸酐对ＰＰ进行了改性。经处理和改性后，ＰＰ／ＧＦ复合材料的弯曲强度有明显提高，对玻纤增强聚丙烯的界面结构也作了探讨。     

ATRP和点击化学结合法制备PDMAAm-PDMS-PDMAAm嵌段聚合物

采用原子转移自由基聚合(ATRP)法制得了端基分别为烯丙基和溴原子的聚二甲基丙烯酰胺(PDMAAm),经叠氮基亲核取代后与端炔基聚二甲基硅氧烷进行点击反应,得到两亲三嵌段聚合物。利用1H-NMR、FT-IR、GPC等测试方法对聚合物的结构进行了表征。结果表明：采用ATRP法合成的PDMAAm均聚物分子量分布较窄,通过点击化学法将热力学不相容的亲水性PDMAAm链段及疏水性聚二甲基硅氧烷(PDMS)链段制备PDMAAm-PDMS-PDMAAm嵌段聚合物,是一种高效易行的方法。     

碳纤维毡增强聚丙烯复合材料的力学性能

将长碳纤维开松针刺成毡,并通过双钢带压机制备了碳纤维毡增强聚丙烯复合材料(CFRPP),考察了碳纤维长度、含量、纤维毡的针刺及针刺类型、基体改性等因素对复合材料力学性能的影响,并对复合材料断面进行了扫描电镜观察以分析CFRPP界面结合情况。结果表明:实验范围内的纤维长度对碳纤维增强复合材料的力学性能基本没有影响;复合材料综合力学性能最佳的碳纤维质量分数约为30%;碳纤维毡经三角形针针刺后复合材料的拉伸性能得到较大幅度提高;相容剂马来酸酐接枝聚丙烯(MPP)能够改善碳纤维与聚丙烯的界面结合,提高复合材料的力学性能,其最适宜的相容剂MPP的质量分数约为20%;将长度为80 mm的碳纤维用三角针刺成毡后,以MPP改性的聚丙烯(w_MPP=20%)浸渍制备得到碳纤维质量分数为30%的复合材料,拉伸强度为203.3 MPa,拉伸模量达16.6 GPa,弯曲强度为223.2 MPa,弯曲模量达到12.0 GPa,缺口冲击强度为752.2 J/m。     

聚丙二醇二缩水甘油醚-柠檬酸共聚酯增塑聚乳酸的研究

通过聚丙二醇二缩水甘油醚和聚丙二醇与柠檬酸反应分别制备了聚丙二醇二缩水甘油醚-柠檬酸共聚酯（PPGDECA）和聚丙二醇-柠檬酸共聚酯（PPGCA）,并对其结构进行了表征。进一步通过熔融共混制备了两者与聚乳酸（PLA）的共混物。结果表明,当PPGDECA质量分数低于10%时,其在基体内分散均匀;反之,则其在基体内的分散程度较差,力学性能下降。两种共聚酯对比研究结果表明：PPGDECA具有更高的增塑效率,共混物的强度和模量更高,同时在不同环境中的渗出率更小,其综合性能优于PPGCA。     

分流板的结构对挤出加工中长玻璃纤维形态的影响

通过改进单螺杆挤出机,成功开发了长纤维增强聚丙烯热塑料材料在线混合技术。研究了分流板的开孔直径、开孔率、孔间距以及分流板与螺杆头部之间的距离对于长纤维形态的影响,并且测定了材料的力学性能。结果表明,当开孔直径与纤维长度之间的比值小于0.5、开孔率小于0.2时,分流板对于长纤维形态影响较大,而孔间距的变化对于长纤维形态没有影响。相对于单孔设计,分流板的多孔设计形式有利于纤维分布和进一步提高材料的力学性能。分流板与螺杆头部之间需要保持一定的距离,既能保持纤维长度又能有利于挤出。对于特定形状的分流板,局部阻力系数可以作为一个可靠的参数来控制纤维形态。