增韧剂对尼龙6/碳纤维复合材料性能的影响

分别以马来酸酐接枝三元乙丙橡胶（EPDM-g-MAH）、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物（POE-g-MAH）、马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物（SEBS-g-MAH）为增韧剂,采用双螺杆挤出机制备了3种增韧改性尼龙6/碳纤维（PA6/CF）复合材料。采用力学性能、扫描电子显微镜（SEM）、差示扫描量热分析（DSC）、X射线多晶衍射分析（XRD）等手段对复合材料的界面结构和性能进行研究。结果表明：增韧后,PA6/CF复合材料的力学性能提高,其中,EPDM-g-MAH增韧改性的PA6/CF复合材料（PA6/CF/EPDM）的拉伸强度和冲击强度相对于PA6/CF分别提高了7%和16%,碳纤维与基体间的界面结合力显著增强;同时,增韧改性后的PA6/CF复合材料中的尼龙6的结晶度增加且更易形成稳定的α晶型。另外,与PA6/CF相比,增韧剂的加入略微降低了树脂基体的熔点。     

木粉含量对木粉/PE-HD复合材料力学性能的影响

目的研究木粉含量以及界面相容剂对木粉/PE-HD复合材料力学性能、界面相容性的影响。方法以木粉为填料,与高密度聚乙烯(PE-HD)在双螺杆挤出机上挤出制备复合材料,并测其性能。结果随着木粉添加量的增加,复合材料的力学性能呈现下降趋势;而加相容剂马来酸酐接枝聚乙烯(MAPE)的复合体系,力学性能有了明显改善,并且拉伸强度和弯曲强度随木粉添加量的增加而增加,冲击强度则随之下降。结论MAPE提高了木粉在PE-HD基体中的分散性以及木粉与PE-HD的界面粘结性。     

碳纤维表面改性对复合材料性能的影响

采用氨基硅烷偶联剂对碳纤维进行表面改性,并以改性前后的碳纤维分别作为增强纤维,以尼龙66（PA66）树脂作为基体制成复合材料。采用X-射线衍射（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）、动态机械性能分析（DMA）、力学性能测试等手段对复合材料界面的结构与性能进行了表征。研究了碳纤维表面改性对复合材料性能的影响,结果表明：碳纤维改性后表面活性官能团数增加,O-C=O和C=O的含量分别增加了95.24%和508.45%;碳纤维表面粗糙度增加,且与热塑性PA66树脂之间的结合强度显著增强;同时,改性后复合材料的的力学性能提升,弯曲强度和弯曲模量分别提升了30 MPa和424 MPa,冲击强度提高了6 MPa,储能模量显著增加,玻璃化转变温度提高约5℃。     

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。     

PBSA-g-MG增容改性热塑性淀粉/PBSA复合材料

以过氧化二异丙苯（DCP）为引发剂,通过熔融接枝将马来酸酐（MA）和甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）接枝到PBSA（聚丁二酸/聚己二酸-co-丁二醇酯）分子链上,制备了PBSA-g-MG增容剂。采用红外光谱和核磁共振氢谱对增容剂的化学结构进行表征,并探究了PBSA-g-MG的添加量对热塑性淀粉（TPS）与PBSA复合材料（TPS/PBSA）的力学性能、微观形貌、动态热机械性能和吸水性能的影响。结果表明,该增容剂可改善纤维增强的TPS/PBSA复合材料的界面相容性,TPS相与PBSA相的T_g相互靠近,TPS/PBSA的力学性能和耐水性提高。添加质量分数8%增容剂的TPS/PBSA复合材料在59%湿度下的力学强度可达19.4 MPa,比未增容的复合材料提高了将近130%。     

玻纤分布层合热塑性复合材料的力学性能及其失效行为

使用连续玻纤毡和玻纤网格布两种形态增强体,通过宏观不均匀增强体结构设计,在连续化运行的双钢带压机上制备得到了玻纤分布层合热塑性复合材料,探讨了玻纤增强体分布层合结构对复合材料力学性能及其失效破坏行为的影响。结果表明,玻纤增强体的宏观不均匀层合结构对复合材料的拉伸及弯曲性能的影响存在差异;连续玻纤毡位于外侧的分布层合结构能够抑制裂纹在垂直于拉力方向的扩展,层间分离的同时使更多的纤维束拔出断裂,显著改善了复合材料的拉伸性能;玻纤网格布位于外侧的分布层合结构则使其弯曲性能明显提高,外侧玻纤网格布中取向的玻纤呈现张力破坏使复合材料能够承受更高的弯曲载荷;分布层合结构中引入的玻纤网格布发挥了纤维束增韧作用,大幅提高了复合材料的冲击强度;与玻纤毡增强热塑料复合材料（GMT）相比,适宜的分布层合结构可使复合材料的拉伸及弯曲性能提高59%~76%、冲击强度提高53%。     

多巴胺表面改性碳纤维对PVDF/CF复合材料性能的影响

对碳纤维（CF）进行去浆处理,再利用多巴胺对CF改性,得到多巴胺改性CF（DARCF）,添加马来酸酐接枝聚偏氟乙烯（PVDF-g-MAH）,制备了DARCF增强PVDF-g-MAH复合材料（PVDF-g-MAH/DARCF）。采用原子力显微镜（AFM）、X射线光电子能谱（XPS）和傅里叶变换红外光谱（FT-IR）对CF表面的粗糙度、结构和官能团进行表征。采用扫描电镜（SEM）、界面接触角测试和力学性能测试对复合材料的界面、力学性能进行测试。结果表明：改性之后,DARCF表面粗糙度增加,与树脂的界面结合强度提高,PVDF-g-MAH/DARCF的弯曲强度和模量比未改性的PVDF/CF分别提高了71.3%和36.9%。     

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     

聚乳酸纤维对热塑性淀粉塑料性能的影响

为增强热塑性淀粉（TPS）的力学及耐水性能,通过挤出注塑工艺制备了聚乳酸纤维（PLAF）增强的TPS复合材料（PLAF/TPS）。采用万能试验机、扫描电镜（SEM）、接触角测定仪、热重分析仪（TG）和转矩流变仪对PLAF/TPS复合材料的性能进行了表征。结果表明：适量的PLAF能够较好地分散在TPS基体中,并与淀粉分子形成氢键,从而显著增强TPS的力学及耐水性能。当PLAF的添加量（质量分数）为1.0%时,复合材料的拉伸强度及冲击强度从纯TPS的1.98 MPa、33.45 kJ/m²提高到6.79 MPa、43.71 kJ/m²,断裂伸长率有所下降;PLAF的添加能使复合材料表面的接触角由纯TPS的46.3°增加到最大88.5°,耐水性能显著改善;PLAF使TPS的热稳定性略有提高;PLAF/TPS复合材料的加工性能随着PLAF添加量的增加而变差,当PLAF添加量为1.0%时,PLAF/TPS适宜加工成型。     

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.     

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。     

回收聚酯基合金同质复合材料的微结构与性能

由低温固相挤出工艺制备了连续废弃涤纶纺织品/回收聚对苯二甲酸乙二醇酯（r-PET）/高密度聚乙烯（HDPE）同质复合材料。采用扫描电子显微镜（SEM）、动态热机械分析仪（DMA）、差示扫描量热仪（DSC）、热重分析仪（TGA）、毛细管流变仪及万能电子拉力机等对含有不同编织结构的废弃涤纶纺织品复合材料微观结构和性能进行了研究。研究结果表明,线圈结构的废弃涤纶纺织品（F₂）对复合材料结构与性能影响最显著。F₂明显改善了HDPE在r-PET中的分散性,提高了复合材料的表观黏度、刚性以及热稳定性,并使得复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量分别提高了13.3%、28%和24%。     

新型纳米生物活性接骨螺钉固定犬股骨髁间骨折

目的评估纳米羟基磷灰石(nano-hydroxyapatite,n-HA)/聚酰胺66(PA66)/玻璃纤维(glass fiber,GF)新型生物活性螺钉固定犬髁间骨折的效果。方法制备n-HA/PA66/GF生物活性螺钉。取24只成年中华田园犬,按随机数字表法分为2组:生物螺钉实验组和金属螺钉对照组。使用电锯将动物股骨外侧髁锯断造股骨髁间骨折,分别使用生物螺钉及金属螺钉固定骨折。术后4、8、12、24周行大体观察、组织学、CT片、生物力学及血常规、生化检测,术后24周行肝、肾、脾组织学检测。结果 2种螺钉均能有效固定犬髁间骨折。术后2组动物均活动正常,切口愈合良好。术后12周CT显示2组动物髁间骨折均已骨性愈合。组织学检测发现n-HA/PA66/GF螺钉表面被新生骨覆盖,新生骨不断钙化、成熟,骨-钉界面结合紧密。金属螺钉与骨之间存在较大间隙,螺钉周围骨组织被1层纤维组织包裹。生物力学测试证实2组最大推出载荷在术后4、8、12周无统计学差异(P>0.05),但在术后24周有统计学差异(P<0.05),推出生物螺钉所需的最大载荷比金属螺钉对照组大。生物螺钉实验组术后24周碱性磷酸酶水平升高[(58.8±14.49)U/L],2组其余外血常规、生化均正常。2组肝、脾、肾HE染色未见异常。结论 n-HA/PA66/GF生物活性螺钉具有良好的内固定性能和体内相容性。     

多羟基苯乙烯树脂改性水性醇酸树脂的合成及性能

以多羟基苯乙烯树脂（PPSR）、季戊四醇（PE）、邻苯二甲酸酐（PA）、亚麻油酸（LA）和偏苯三酸酐（TMA）为原料制备水性醇酸树脂。通过红外、黏度、热重分析等手段对产物结构和热性能进行表征。结果表明：醇酸树脂的黏度、玻璃化转变温度（Tg）、热稳定性、耐水性和耐碱性随PPSR取代度的升高而增大。当PPSR取代度为100%时,所制备的醇酸树脂性能最好,表干时间0.67 h,实干时间3 h,硬度达2H,且具有较好的漆膜柔韧性。     

一体化玻璃纤维桩修复漏斗状根管粘接强度的体外研究

目的: 比较3种纤维桩(CAD/CAM一体化玻璃纤维桩、预成型玻璃纤维桩、光固化可塑性纤维桩)对漏斗状根管的粘接强度及温度循环对其粘接强度的影响。方法: 90颗单根离体牙随机分为3组,分别采用CAD/CAM一体化玻璃纤维桩核、同种材料制成的预成型玻璃纤维桩、光固化可塑性纤维桩修复,粘结完成后,储存在37 ℃恒温去离子水中7 d,每组随机选取15颗离体牙进行温度循环。使用精密片切机制备微推出试验试件,万能力学试验机测试微推出粘接强度并使用体视显微镜分析破坏形式。结果: CAD/CAM一体化玻璃纤维桩核组:温度循环前根颈部、根中部、根尖部的粘接强度分别为(9.58±2.67) MPa、(8.62±2.62) MPa、(8.21±2.48) MPa,温度循环后根颈部、根中部、根尖部的粘接强度分别为(8.14±3.19) MPa、(6.43±2.47) MPa、(6.45±3.20) MPa;预成型纤维桩组:温度循环前根颈部、根中部、根尖部的粘接强度分别为(3.89±2.04) MPa、(4.83±1.23) MPa、(4.67±1.86) MPa,温度循环后根颈部、根中部、根尖部的粘接强度分别为(6.18±1.61) MPa、(5.15±1.94) MPa、(6.39±2.87) MPa;光固化可塑性纤维桩组:温度循环前根颈部、根中部、根尖部的粘接强度分别为(4.05±2.41) MPa、(1.75±1.70) MPa、(2.60±2.34) MPa,温度循环后根颈部、根中部、根尖部的粘接强度分别为(5.04±2.72) MPa、(1.96±1.70) MPa、(1.34±0.92) MPa。桩核类型、根管部位对粘接强度的影响具有统计学意义(P<0.05),与其他两组相比,一体化玻璃纤维桩核在根颈部、根中部、根尖部均具有最高的粘接强度。温度循环对3种纤维桩粘接强度的影响无统计学意义(P>0.05)。结论: 一体化玻璃纤维桩核可能具有更好的粘接强度,粘接性能较好。     

ChMI/MMA/St三元乳液共聚物的合成、表征及其与PVC的共混

用完全滴加料乳液共聚合方式合成了环己基马来酰亚胺/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯三元共聚物(ChM I/MMA/St),研究了三元共聚物的热性能、力学性能及流变性。结果显示:随着共聚单体中St含量的增加,共聚物的热分解温度明显提高;共聚物熔体表现出假塑性流体的行为,材料的表观粘度随St含量的增加而降低。同时用该三元共聚物作为耐热改性剂与聚氯乙烯(PVC)共混,研究了耐热改性剂含量对共混物热性能、力学性能、及流变性能的影响。结果表明:ChM I/MMA/St三元共聚物可以提高PVC的玻璃化温度和维卡软化温度,并能够抑制PVC的分解。     

St/TMA/KH570嵌段共聚物的ATRP合成及其在复合材料中的应用

采用原子转移自由基聚合(ATRP)法合成了一系列新的三嵌段共聚物大分子偶联剂聚苯乙烯-b-聚甲基丙烯酸十四酯-b-聚3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(PSTK),通过凝胶渗透色谱(GPC)、红外光谱(FT-IR)和核磁共振(1H-NMR)证实了其结构,并研究了其对玻璃纤维/聚丙烯复合材料力学性能的影响。结果表明:采用大分子偶联剂处理玻璃纤维可使玻纤毡/聚丙烯复合材料冲击强度和弯曲模量都得到很大程度的提高。     

石英纤维桩、玻璃纤维桩及金属桩粘结性能比较及在前牙修复中的应用效果观察

目的比较石英纤维桩、玻璃纤维桩及金属桩三种临床前牙修复常用材料的粘结性能,观察三种材料在前牙修复中的效果。方法选取21颗离体下颌前磨牙,分为金属桩组、石英纤维桩组及玻璃纤维桩组,使用万能力学测试机对三组进行粘结强度测试,观察并比较三种材料的粘结性能;收集在我院进行前牙牙体缺损修复的患者135例,共182颗患牙,在完善的根管治疗基础上,71颗患牙采用石英纤维桩技术修复前牙,73颗患牙采用玻璃纤维桩技术修复前牙,38颗患牙采用金属桩技术修复前牙,随访2年,观察并比较三组临床治疗效果。结果三组离体牙粘结强度具有显著差异(P0.05),LSD两两比较结果显示,石英纤维桩与玻璃纤维桩比,LSD-t=1.777(P0.05),石英纤维桩与金属桩比,LSD-t=17.514(P0.05),玻璃纤维桩与金属桩比,LSD-t=15.738(P0.05);术后2年,石英纤维桩及玻璃纤维桩修复体完整率、颜色匹配率、修复成功率均显著高于金属桩(P0.05);石英纤维桩及玻璃纤维桩组并发症发生率显著低于金属桩组(P0.05),表明纤维桩的前牙缺损修复效果显著优于金属桩。结论石英纤维桩、玻璃纤维桩粘结性能优于金属桩,临床疗效强于金属桩;石英纤维桩与玻璃纤维桩粘结性能及临床疗效没有显著性差异,均是临床上前牙修复的较好选择。