钛酸酯偶联剂对竹塑发泡复合材料性能的影响

研究了钛酸酯(DN301)偶联剂对竹塑发泡复合材料物理力学性能、热学性能和流变性能的影响,并采用环境扫描电镜观察材料的界面微观结构.结果表明,添加适量的钛酸酯可有效提高竹塑发泡复合材料的力学性能和耐水性能,钛酸酯最佳用量为竹粉质量的2%,材料密度为0.85 g·cm-3,比弯曲、比拉伸、比缺口冲击强度、弯曲模量分别为42.68 MPa、22.32 MPa、5.83 kJ·m-2和2828.04 MPa,与未改性时相比,分别提高了10.4%、7.9%、15.8%和6.8%;改性复合材料浸水1440 h后的吸水率和厚度膨胀率分别由未改性时的8.80%和1.85%降至2.48%和1.36%.频率扫描结果显示,改性复合材料的储能模量和复数黏度下降,流变性能和均相性增强.热重测定结果表明,改性复合材料的热稳定性略微提高.扫描电镜观察结果表明改性复合材料的界面相容性提高.     

竹塑复合材料界面改性研究现状及展望

竹塑复合材料(Bamboo-Plastic Composites,BPC)是木塑复合材料范畴内的新兴产品,是一种绿色、可循环利用的环境友好型生物质复合材料。现阶段对竹纤维与塑料进行界面改性以提升材料性能是BPC研究领域的热点方向,主要阐述了近年来竹塑复合材料界面改性研究的现状与进展。从纤维预处理改性、聚合物改性、助剂增容改性3个方面对国内外BPC界面改性研究现状进行了概述;从性能评价手段、生产工艺、产品质量控制等方面归纳了BPC界面改性研究存在的不足;同时从成本控制、界面改性机理探索、数学模型验证等角度对BPC界面改性的发展趋势进行了展望。     

增韧剂对竹塑复合材料性能的影响

为研究聚烯烃弹性体(POE)、三元乙丙橡胶(EPDM)、苯乙烯系热塑性弹性体(SBS)3种增韧剂对竹粉/高密度聚乙烯复合材料的增韧机理,制备韧性较好的竹粉/高密度聚乙烯复合材料;分别加入不同质量分数的POE、EPDM、SBS制成竹粉/高密度聚乙烯复合材料试样,并对其进行力学性能和流变性能测试。力学性能测试结果表明:随着3种增韧剂质量分数的增加,复合材料的冲击强度均明显增大,拉伸强度和弯曲强度均减小。当POE、EPDM质量分数为30%,SBS质量分数为40%时,复合材料的冲击强度最好;流变性能测试结果表明,低频区复合材料的储能模量和损耗模量总体随着增韧剂质量分数的增加而增大,说明随着增韧剂质量分数的增加,复合材料的黏弹性增强。     

竹塑复合材料的冲击韧性

以高密度聚乙烯(HDPE)、马来酸酐接枝聚乙烯(MAPE)、竹浆纤维、竹造纸剩余物竹屑、白泥为试验原料,制造竹塑复合材料。采用基本断裂功(EWF)方法对竹屑/HDPE、白泥/竹屑/HDPE和竹浆纤维/竹屑/HDPE3种复合材料的冲击韧性进行了研究,比较了不同质量分数的竹屑、白泥、竹浆纤维对复合材料各性能参数的影响。结果表明:复合材料的比基本断裂功(we)随着竹屑和白泥的增加逐渐下降,随着竹浆纤维的增加显著提高;竹屑和竹浆纤维的质量分数对竹塑复合材料的比非基本断裂功(βwp)影响较小。     

竹塑复合材料及其在土工网中的应用

竹纤维用量对竹塑复合材料土工网的力学性能、加工性能和热学性能影响的实验结果表明：随竹纤维含量的增加,竹塑复合材料的拉伸、弯曲和冲击强度及热变形温度都比基体材料有较显著的提高,而断裂伸长率和熔体流动速率则略有降低。综合考虑复合材料土工网的各项性能,采用主成分分析法确定竹纤维最佳含量为27％。27％竹纤维和10％玻璃纤维混合增强的竹塑复合材料土工网的拉伸强度可达到33．8kPa,伸长率为10．2％,竹塑复合材料土工网可广泛应用于土木工程建设领域。     

偶联剂对竹粉/LDPE复合材料动态流变性能的影响

【目的】分析3种偶联剂对竹粉/LDPE(聚乙烯塑料)复合材料相容性及分散性的影响,为偶联剂在竹塑复合材料加工中的应用提供参考。【方法】利用国家标准方法,分别测定加入MAPP、MAPE、YB-510 3种偶联剂后竹粉/LDPE复合材料的力学性能,通过HAAKE MARSⅢ旋转流变仪,分别测定3种复合材料的储存模量G′、损耗模量G″随应变、温度、频率的变化。【结果】竹粉/LDPE复合材料的储存模量G′、损耗模量G″均随着应变的增大而减小,储存模量G′还随温度的增大而减小,随频率的增大而增大;相同应变时,加入MAPE的复合体系的储存模量G′、损耗模量G″均最大,加入YB-510的体系次之,加入MAPP的体系最小;相同温度时,加入MAPP的复合体系的储存模量G′最小,总体上,加入YB-510体系的储存模量G′小于加入MAPE体系,但在165℃左右时相等;相同频率时,加入MAPE的复合体系的储存模量G′最大,加入MAPP的体系次之,加入YB-510的体系最小。【结论】3种偶联剂MAPP、MAPE、YB-510均能改善竹粉与低密度聚乙烯的相容性,但以MAPP的改善效果最好;而在增强体系均匀程度和改善加工性能方面,以YB-510的效果最好。     

偶联剂含量对植物纤维/高密度聚乙烯复合材料力学性能的影响

固定植物纤维和高密度聚乙烯比例为4:6,在一定挤出工艺条件下,制备植物纤维/高密度聚乙烯复合材料,研究偶联剂含量对稻草/高密度聚乙烯复合材料和玉米秸秆/高密度聚乙烯复合材料力学性能的影响.结果表明:偶联剂质量分数为3%时,复合材料的弯曲强度较好,稻草/高密度聚乙烯的弯曲强度提高了50.92%,除去秸叶和秸穰的玉米秸秆/高密度聚乙烯的弯曲强度提高了66.69%;偶联剂质量分数为6%时,复合材料的拉伸强度较好,稻草/高密度聚乙烯的拉伸强度提高了19.44%,除去秸叶和秸穰的玉米秸秆/高密度聚乙烯复合材料的拉伸强度提高了35.18%.     

APP-PER-MEL阻燃剂对竹粉/PP复合材料性能的影响

采用硅烷包覆型聚磷酸铵(APP)作为阻燃剂,对竹粉/聚丙烯（PP）复合材料进行阻燃改性,研究APP的用量对复合材料阻燃性能和力学性能的影响;基于APP的最佳用量,以APP、季戊四醇（PER）和三聚氰胺（MEL）作为膨胀型阻燃剂（IFR）,研究APP、PER和MEL的互配比例对复合材料阻燃和力学性能的影响。结果表明,随着APP用量的增加,复合材料的阻燃性能不断增强,但弯曲和拉伸强度下降。当APP用量为复合材料总质量的15%时,其综合性能较佳,与未阻燃复合材料相比,极限氧指数（LOI）由17.1%提高至21.5%,弯曲模量和缺口冲击强度（NIS）分别增强14.8%和32.2%,弯曲强度和拉伸强度分别降低9.3%和28.8%。当APP、PER和MEL的互配比例为3∶1∶1时,添加15% IFR的复合材料的力学性能总体增强,与未阻燃复合材料相比,弯曲强度、弯曲模量和NIS分别增强18.1%、20.0%和23.3%,仅拉伸强度降低10%。锥形量热仪和极限氧指数仪结果显示,IFR阻燃复合材料的热释放速率、热释放速率峰值和总热释放量分别降低56.7%、40.2%和30.5%;LOI提高至25.9%,复合材料的阻燃性能进一步改善,但是,总产烟量增大了16.7%,该IFR的添加对复合材料的持久抑烟效果不佳。     

国内外竹塑复合材料研究进展

以竹纤维以及竹制品的废弃粉末作为添加剂生产可降解竹塑复合材料,是一种可持续发展和循环利用的具有发展前景的方向。该文主要陈述近年国内外关于竹塑复合材料的研究内容与方法,并指出了未来研究竹塑复合材料所要解决的基本问题。     

羟基丙烯酸酯共聚物偶联剂的合成及应用

该文以半连续种子乳液聚合工艺合成了一种应用于麦秸/回收低密度聚乙烯（LDPE）复合材料的新型偶联剂——羟基丙烯酸酯共聚物,研究了聚合温度、引发体系对单体转化率及聚合反应稳定性的影响及合成的共聚物与复合材料性能间的关系.研究表明:同时引入较高比例的功能性官能团单体N 羟甲基丙稀酰胺（NMA）和丙烯酸 β 羟乙酯（HEA）,用K2S2O8或K2S2O8/FeSO4热引发聚合,近100％的单体转化率和无凝胶的乳液聚合不可兼得;使用助还原剂NaSO2的K2S2O8/FeSO4引发体系,单体转化率可接近100％,而且乳液的综合性能好.将合成的羟基丙烯酸酯共聚物与异氰酸酯PAPI复合偶联麦秸/回收LDPE复合材料,其物理及力学性能提高显著,达到GB/T4897-7—2003规定的在潮湿状态下使用的增强结构用板要求.      

MAPP对麦秸纤维-聚丙烯复合材料热力学性能的影响

以麦秸纤维为增强材料、聚丙烯为基体物质、马来酸酐接枝聚丙烯（MAPP）为改性剂,制备麦秸纤维-聚丙烯复合材料。利用DMA、DSC、TG和SEM,探讨了MAPP的添加量（质量百分比1%、2%、5%、10%）和麦秸纤维形态（9、9～28、28～35、35目）对麦秸纤维 聚丙烯复合材料的热力学性能和结晶性能的影响。结果表明:①当MAPP的添加量为2%时,麦秸纤维-聚丙烯复合材料的储能弹性模量减小;当MAPP的添加量增加到5%、10%时,复合材料的储能弹性模量增加。②在麦秸纤维-聚丙烯体系内添加MAPP后,麦秸纤维 聚丙烯复合材料的结晶温度提高约1℃,结晶度增加了4%～8%;麦秸纤维以28～35目的形态作为聚丙烯基体的增强材料时,其复合材料的结晶温度为122.7℃,结晶率达到45.8%。③麦秸纤维-聚丙烯复合材料的热分解峰温分别为355和460℃。④麦秸纤维以纤维束的形态分布在基体聚丙烯中起增强作用,在整个体系内,麦秸纤维局部团聚且断裂明显。添加MAPP后,有利于基体物质在麦秸纤维表面的均匀覆盖。      

硅烷偶联剂对桉木单板——聚氯乙烯膜复合材料性能的影响

为研究硅烷偶联剂对复合材料的性能影响,采用不同质量分数的硅烷偶联剂对桉木单板进行表面处理,然后与聚氯乙烯膜采用热压--冷压工艺制备木塑复合材料,测定复合材料的物理力学性能,并用扫描电子显微镜观察分析其界面相容机理。结果表明:当偶联剂质量分数为1%时处理效果最好,复合材料的胶合强度最高、耐水性能最好;当偶联剂质量分数为3%时,复合材料的弹性模量和静曲强度最高。单板经过硅烷偶联剂处理后,制得的复合材料的界面相容性得到改善。      

硅烷对竹塑发泡材料流变及力学性能的影响

采用注塑法制备竹粉/PP发泡复合材料,并对不同添加量硅烷偶联剂KH570复合材料的流变及力学性能进行了研究。频率扫描结果显示,所有复合材料均表现出剪切变稀行为;经过KH570改性的复合材料,其储能模量、损耗模量及复数黏度与未改性时的相比,总体呈现下降趋势,流变性能改善。剪切速率扫描结果表明,所有复合材料均表现出典型的非牛顿假塑性流体行为;随着KH570用量的增加,非牛顿指数增大,体系表观黏度对剪切速率的依赖性减小;同时材料的力学性能先提高后降低,添加2%KH570时,复合材料的力学性能最佳,与未改性的复合材料相比,比弯曲、比拉伸和比冲击强度提高了6.1%-23.8%。     

基于直接流固耦合的发动机排气歧管热应力分析

应用计算流体力学软件STAR-CCM+计算了发动机排气歧管的瞬态内流场,得到排气歧管内壁面的热边界条件,根据经验值给定排气歧管外壁面的热边界条件,进一步计算排气歧管的温度场及热应力.计算结果表明,发动机排气歧管在支管交汇处温度最高,达到969K,其熟应力在140MPa以下.     

TiO2改性MQ硅树脂热稳定性的研究

以钛酸酯为前躯体,采用溶胶-凝胶法合成了TiO2改性的MQ硅树脂．就前躯体、MQ硅树脂及物料比对改性树脂热稳定性的影响进行了研究．同时,采用傅立叶红外光谱（Fourier Transform Infrared Spectrometer,FT-IR）对材料的分子结构进行了表征,采用热重分析（Thermogravimetric Aanlysis, TGA）对材料的热稳定性能进行了测试,采用扫描电镜（Scanning Electron Microscope, SEM）对材料的表面形貌进行了扫描．结果表明,TiO2改性MQ硅树脂体系中存在Ti-O-Si共价键;当m（钛酸异丙酯）：m（MQ硅树脂）=3：5时,改性树脂的热稳定性最佳;改性树脂粒子颗粒大小约为100nm左右．     

恩诺沙星微胶囊的制备及其抗紫外、热稳定性的研究

采用冷冻干燥法，分别以羧甲基纤维素和淀粉为壁材，制备恩诺沙星微胶囊制剂。抗紫外和热稳定性试验表明：以羧甲基纤维素和淀粉为壁材的恩诺沙星微胶囊均有抗紫外和热稳定性能。其中，羧甲基纤维素与恩诺沙星、淀粉与恩诺沙星包埋质量比为1：1、1：2时，微胶囊表现出显著的抗紫外作用（P〈0．05）；羧甲基纤维素与恩诺沙星、淀粉与恩诺沙星包埋质量比为2：1、1：1、1：2时，微胶囊表现出极显著的热稳定性（P〈0．01）。羧甲基纤维素的抗紫外和热稳定性均优于淀粉，但差异不显著。     

恩诺沙星微胶囊的制备及其抗紫外、热稳定性的研究

采用冷冻干燥法,分别以羧甲基纤维素和淀粉为壁材,制备恩诺沙星微胶囊制剂。抗紫外和热稳定性试验表明：以羧甲基纤维素和淀粉为壁材的恩诺沙星微胶囊均有抗紫外和热稳定性能。其中,羧甲基纤维素与恩诺沙星、淀粉与恩诺沙星包埋质量比为1：1、1：2时,微胶囊表现出显著的抗紫外作用（P〈0．05）;羧甲基纤维素与恩诺沙星、淀粉与恩诺沙星包埋质量比为2：1、1：1、1：2时,微胶囊表现出极显著的热稳定性（P〈0．01）。羧甲基纤维素的抗紫外和热稳定性均优于淀粉,但差异不显著。     

偶联剂改性纳米二氧化钛的分散性研究

纳米二氧化钛(TiO2)表面活性强、颗粒间易发生团聚,又由于其表面疏油亲水性能,导致在有机物介质中分散不均匀,从而大大减少了纳米TiO2的应用。为了充分利用其优异的性能,本研究分别使用KH550、KH560、KH570三种硅烷偶联剂改性纳米TiO2,通过沉降分析法、傅里叶红外光谱仪测试(FTIR)、热失重分析(TG)和XRD粒径分析表征与测试改性前后的纳米二氧化钛性能。