改性PP復(fù)合材料制備與性能

1 銅/玻璃復(fù)合材料的制備和性能分析 材料094班：王波指導(dǎo)教師：郭宏偉 陜西科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院陜西西安710021 摘要：本文采用鋁硼硅酸鹽玻璃粉與銅粉，經(jīng)過不同銅玻璃配比用高溫?zé)Y(jié)的方法得到銅/玻璃復(fù)合 材料。通過抗折強(qiáng)度測試，得出不同燒結(jié)溫度、不同配比與強(qiáng)度的關(guān)系。再通過xrd、sem、熱膨脹等 方法對復(fù)合材料進(jìn)行探究。結(jié)果表明：銅/玻璃復(fù)合材料中主要是由玻璃相、銅相、亞銅相組成，玻璃 完全包裹銅相和亞銅相，燒結(jié)致密，沒有氣泡，復(fù)合材料的強(qiáng)度高。 關(guān)鍵詞：玻璃粉，導(dǎo)電性，復(fù)合材料 preparationandperformanceofcopper-glass abstract：inthispaper,aluminumborosilicateglasspowderandcopperpowder,copperglassra

選擇納米蒙脫土、聚丙二醇、tdi為原料,以n-正丁基-γ-胺丙基三甲氧基硅烷為封端劑,通過原位聚合合成了高性能spu/蒙脫土復(fù)合材料。利用在線紅外測試監(jiān)控了反應(yīng)過程,表明最終產(chǎn)物中不含游離異氰酸酯。xrd、ft-ir和力學(xué)性能測試發(fā)現(xiàn),蒙脫土的加入可以提高密封膠的性能,且與spu形成了插層結(jié)構(gòu)和化學(xué)結(jié)合,從而使spu/蒙脫土復(fù)合材料的性能得以提高。

采用分子篩負(fù)載cdcl2,再與na2s反應(yīng)獲得負(fù)載納米cds的分子篩m-cds,將其與聚乙烯復(fù)合得到具有特殊光性能的材料pe/m-cds。通過紫外可見吸收光譜、熒光光譜和dsc等對復(fù)合材料的光性能和結(jié)晶性能進(jìn)行了表征。結(jié)果表明:pe/m-cds復(fù)合材料在540～550nm波長范圍呈現(xiàn)明顯的熒光發(fā)射現(xiàn)象,并且隨著m-cds含量增加,熒光發(fā)射峰略微紅移,熒光強(qiáng)度先增強(qiáng)后減弱。紫外光譜顯示復(fù)合材料在280～325nm有明顯的吸收峰,且隨著m-cds含量的增加而增強(qiáng)。m-cds對pe具有異相成核作用,復(fù)合材料結(jié)晶溫度提高。隨m-cds含量增加,pe結(jié)晶生長受阻,熔融熱焓下降,結(jié)晶度降低。

通過多壁碳納米管負(fù)載催化劑原位催化乙烯聚合制備多壁碳納米管/聚乙烯(mwcnts/pe)納米復(fù)合材料。借助場發(fā)射掃描電鏡、拉曼光譜、示差掃描量熱儀、熱失重分析儀等表征手段和力學(xué)性能測試研究了該復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能。結(jié)果表明,與純聚乙烯相比,通過原位聚合法在只加入0.2%mwcnts時,獲得的納米復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率分別增加到1.6倍(從29mpa增加到45mpa)和1.5倍(從909%增加到1360%)。拉伸斷面的sem照片證明聚乙烯能夠牢固地黏結(jié)到mwcnts的表面,與拉曼光譜測試的結(jié)果相一致,這也是材料力學(xué)性能顯著提高的一個主要原因。材料的熱穩(wěn)定性也有較大提高。

本文根據(jù)不同樹脂的性能采用不同配比制作出環(huán)氧樹脂/氟樹脂復(fù)合材料,測量復(fù)合樹脂的介電常數(shù)及介質(zhì)損耗,并比較不同比例下復(fù)合樹脂材料的介電常數(shù)及介質(zhì)損耗大小,分析出適用于高頻電路板基材的最佳復(fù)合樹脂比例。

以杉木粉為原料、硼酚醛預(yù)聚體為前驅(qū)體,采用溶膠-凝膠法制備了硼酚醛/杉木粉復(fù)合材料。采用紅外光譜、x射線衍射、掃描電鏡、熱失重等分析方法,研究了該復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和相關(guān)性能。結(jié)果表明,木材中的羥基與硼酚醛預(yù)聚體上的羥基發(fā)生了縮合反應(yīng),形成了比較穩(wěn)定的b-o-c鍵,木材纖維素的結(jié)晶被破壞,介觀空隙消失;木粉用量的增加會導(dǎo)致復(fù)合材料縮合反應(yīng)程度下降,木材纖維素結(jié)晶遭破壞程度降低?？s合反應(yīng)生成的強(qiáng)化學(xué)鍵顯著提高了復(fù)合材料的耐熱性能,使失重10%時的熱分解溫度從270℃(木粉)提高到547℃。復(fù)合材料的吸水率遠(yuǎn)小于木材,而沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度均呈現(xiàn)隨木粉用量的增加先增大后降低的趨勢。

pe、gpe為基材,多層石墨、石墨為填料,采用機(jī)械混煉法制備高導(dǎo)熱塑料復(fù)合材料。sem分析表明pe/多層石墨比gpe/多層石墨復(fù)合材料的插層效果更好。研究填料對復(fù)合材料的熱導(dǎo)率和熱穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明:導(dǎo)熱復(fù)合材料的熱導(dǎo)率隨填料填充量的增大而增大,多層石墨的填充量達(dá)到100%時,熱導(dǎo)率為4.15w.m-1.k-1。并且在相同填充量下pe/多層石墨較之gpe/多層石墨、pe/石墨、gpe/石墨的導(dǎo)熱率更高。tga分析表明:填充多層石墨、石墨的導(dǎo)熱塑料復(fù)合材料熱穩(wěn)定性高于未填充的pe。經(jīng)研究提出,形狀比(徑厚比)大和導(dǎo)熱率高的導(dǎo)熱填料更易形成導(dǎo)熱網(wǎng)鏈;為了不影響導(dǎo)熱填料的分散性,可先使基體材料與填料先混合均勻再增加其韌性、黏度等。

采用粉末冶金的方法分別在ar氣氛保護(hù)下及真空爐中制備鋁及其復(fù)合材料,探討了坯塊的壓制壓力、燒結(jié)溫度與時間對粉末冶金鋁及其復(fù)合材料的影響,并研究了其顯微組織與性能。結(jié)果表明,只有在足夠高的壓力和溫度條件下(壓應(yīng)力700n/mm2,溫度640℃~700℃),才能獲得外形完好、組織致密的鋁及其復(fù)合材料;鋁基復(fù)合材料比基體具有更高的致密度,真空爐中燒結(jié)的鋁基復(fù)合材料的致密度達(dá)97.20%,其彈性模量、抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度分別為67600n/mm23、45.7n/mm2和206.2n/mm2。

分別采用液體聚丁二烯接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯(lmpb-g-gma)和無規(guī)聚丙烯接枝馬來酸酐(app-g-mah)對納米氮化硅進(jìn)行改性,制備改性納米氮化硅/epdm復(fù)合材料,并對復(fù)合材料的性能進(jìn)行研究。結(jié)果表明:改性納米氮化硅對epdm具有良好的補(bǔ)強(qiáng)作用;隨著改性納米氮化硅用量的增大,復(fù)合材料邵爾a型硬度變化不大,定伸應(yīng)力、拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度總體呈先增大后減小的趨勢;lmpb-g-gma改性納米氮化硅/epdm復(fù)合材料的拉伸性能和壓縮永久變形優(yōu)于app-g-mah改性納米氮化硅/epdm復(fù)合材料,但耐熱空氣老化性能略差。

采用硅烷偶聯(lián)劑γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(mps)對埃洛石納米管(hnts)進(jìn)行表面改性,并以改性埃洛石納米管(m-hnts)填充硬質(zhì)聚氯乙烯(pvc)制備聚氯乙烯/改性埃洛石納米管(pvc/m-hnts)納米復(fù)合材料.傅里葉變換紅外光譜分析、熱重分析以及x射線光電子能譜分析證明埃洛石納米管表面負(fù)載了硅烷偶聯(lián)劑;掃描電鏡結(jié)果表明,m-hnts在pvc中分散均勻,pvc/m-hnts納米復(fù)合材料的斷面呈現(xiàn)較大的塑性變形,表現(xiàn)出韌性斷裂的特征;實驗表明,m-hnts對pvc同時起到了增韌和增強(qiáng)的作用,特別是使沖擊強(qiáng)度大幅度提高,與添加未改性hnts的材料相比,pvc/m-hnts納米復(fù)合材料具有更高的力學(xué)性能和模量;m-hnts對復(fù)合材料熱性能的提高和加工性能的改善也有一定的效果.

采用硅烷偶聯(lián)劑(sg-si900)對白云石凹土進(jìn)行有機(jī)表面改性,通過ir和tg-dtg對改性前后的凹土進(jìn)行了表征。將經(jīng)過表面處理的凹凸棒土與pp復(fù)合制備聚丙烯/凹凸棒土復(fù)合材料。力學(xué)性能實驗表明,在凹凸棒土填充量達(dá)到2%時,復(fù)合材料的沖擊和拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大。

_成核劑改性玻纖增強(qiáng)PP復(fù)合材料的性能

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將wc和cr-fe粉末混合并壓制成大粒度的復(fù)合顆粒,涂覆于鑄型型腔中,然后澆注45鋼液進(jìn)行鑄滲實驗,并對鑄滲層的厚度、組成及鑄滲機(jī)制進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,采用復(fù)合顆粒鑄滲法得到比普通鑄滲法更厚的且無缺陷的鑄滲復(fù)合層,該復(fù)合層由熔合層和釬焊層組成。鑄滲機(jī)制為高溫金屬液先滲入復(fù)合大顆粒間的通道,將顆粒包圍,然后滲入復(fù)合顆粒中小顆粒的間隙,最后凝固結(jié)晶,形成鑄滲復(fù)合層。

采用熔融擠出共混的方法,選用三種廢膠粉填充聚丙烯(pp),制備了pp/廢膠粉復(fù)合材料,研究了廢膠粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)對復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:廢舊三元乙丙橡膠粉可明顯提高復(fù)合材料沖擊強(qiáng)度和拉伸斷裂應(yīng)變,當(dāng)其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%時,簡支梁缺口沖擊強(qiáng)度可提高33%,拉伸斷裂應(yīng)變增大了126%,有顯著的增韌效果:廢舊雜膠粉的加入使復(fù)合材料表現(xiàn)出較好的拉伸強(qiáng)度和彎曲應(yīng)力,且少量廢舊雜膠粉也可起到增韌的作用;廢舊丁腈橡膠粉的加入不能改善復(fù)合材料的力學(xué)性能,不適合用來填充改性pp。

將酸化處理以后的碳納米管(cnts)與高密度聚乙烯(hdpe)復(fù)合,采用機(jī)械共混法制備了定向cnts/hdpe復(fù)合材料,并對其力學(xué)性能、相態(tài)結(jié)構(gòu)、流變性能及熱性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:cnts的加入,提高了復(fù)合材料的屈服強(qiáng)度和拉伸模量,但同時卻降低了材料的斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長率;cnts在hdpe基體中有了較好的分散性和相容性;cnts的加入對復(fù)合材料流變性能產(chǎn)生了較大的影響,加入少量的cnts可以使復(fù)合材料體系的表觀粘度降低,有利于hdpe加工性能的改善;cnts加入后,hdpe的熔融溫度和結(jié)晶熔融焓均有所下降。

碳納米管是一種一材多能和一材多用的功能材料和結(jié)構(gòu)材料,尼龍/碳納米管復(fù)合材料具有優(yōu)異的導(dǎo)電性、超強(qiáng)的力學(xué)性能和良好的導(dǎo)熱性,可望用于汽車、飛行器制造、電子機(jī)械等領(lǐng)域。對尼龍/碳納米管復(fù)合材料的制備方法、主要性能和應(yīng)用進(jìn)行綜述。

利用鈦酸酯偶聯(lián)劑對zno/ag納米抗菌劑改性處理,將改性后的抗菌劑與聚氯乙烯(pvc)均勻混合后混煉壓片,制得抗菌pvc納米復(fù)合材料。研究了zno/ag納米抗菌劑的分散工藝,并對抗菌pvc復(fù)合材料的抗菌性能及力學(xué)性能進(jìn)行了評價。結(jié)果表明:改性后的zno/ag納米抗菌劑沉降率由94.0%減小到0.4%,親油性和穩(wěn)定性提高;抗菌pvc復(fù)合材料對大腸桿菌的抗菌率達(dá)99%以上,其拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率隨抗菌劑添加量的增加均呈先增后降的趨勢。

一、前言碳纖維增強(qiáng)碳(以下簡稱c/c)復(fù)合材料以其重量輕、模量高、強(qiáng)度大、耐腐蝕、耐磨損、耐燒蝕、抗熱震、熱膨脹系數(shù)小、導(dǎo)熱系數(shù)大、抗粒子沖刷力強(qiáng)等優(yōu)異性能,成功地應(yīng)用于火箭喉襯、導(dǎo)彈鼻錐、軍機(jī)剎車片等航空航天領(lǐng)域。已被西方發(fā)達(dá)國家列為90年代新型高推比航空發(fā)動機(jī)渦輪葉片、高溫軸承和多元噴管等最有發(fā)展前途的材料。但是,它制造工藝復(fù)雜、設(shè)備操作困難,導(dǎo)致周期長、成本高、產(chǎn)品的性能穩(wěn)定性差,極大地限制了c/c復(fù)合材料的進(jìn)一步應(yīng)用和發(fā)展。因此,研制低成本、高性的c/c復(fù)合材料,已受到世界各國的普遍關(guān)注。日本大谷杉郎等人已開發(fā)出廉價的c/c復(fù)合材料,除應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域外,還著手應(yīng)用于冶金、化工、核能、生物等領(lǐng)域,而我國在這方面幾乎是一片空白。然而,研制低成本、高性能、工藝性好的基體材料是研制低成本、高性能的c/c復(fù)合材料的關(guān)鍵所在。本文在大量試驗研究的基礎(chǔ)上,首次采用我國資源較為豐富而價格低廉的原材料——中溫煤瀝青為基體碳源物質(zhì),在催化劑dts的作用下,使之與改質(zhì)劑hcho充分進(jìn)行熱縮聚反應(yīng),成功地制得成本低、性能優(yōu)良的c/c

為了將磷石膏資源化利用,將40℃下烘干處理的磷石膏與聚丙烯顆粒混合后,再添加少量液體石蠟,經(jīng)過熱壓成型制備了磷石膏/聚丙烯復(fù)合材料.在所制備復(fù)合材料中磷石膏至少占50%以上,增大了磷石膏的消耗量;并且在材料制備工藝中磷石膏預(yù)處理方法簡單易行,增加了整個制備工藝的可行性.結(jié)果表明,磷石膏/聚丙烯復(fù)合材料密度隨原料中磷石膏摻量增加而增大,磷石膏摻量為50%時,視密度每立方厘米1.089克;磷石膏摻量為80%時,視密度每立方厘米1.405克.磷石膏/聚丙烯復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度隨著磷石膏摻量增加而增大,磷石膏摻量為80%時彎曲強(qiáng)度可達(dá)14.3mpa.但所制備磷石膏/聚丙烯復(fù)合材料樣品的脆性較大,拉伸強(qiáng)度較低,與磷石膏的摻量無明顯的相關(guān)性,磷石膏摻量為70%時拉伸強(qiáng)度1.7mpa,適用于要求塑性變形小的場合.所制備復(fù)合材料還有另一顯著特點(diǎn)是耐水性很好,無論原料配比如何其軟化系數(shù)均在1.0以上,從而克服了一般石膏制品耐水性差的缺點(diǎn).最佳成型制度為成型溫度160℃,成型壓力15mpa.

復(fù)合材料力學(xué)性能復(fù)合材料 百科名片 橡塑復(fù)合材料 復(fù)合材料(compositematerials)，是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過物理或化學(xué)的 方法，在宏觀上組成具有新性能的材料。各種材料在性能上互相取長補(bǔ)短，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)， 使復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿足各種不同的要求。復(fù)合材料的基體材料分為金 屬和非金屬兩大類。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹 脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。增強(qiáng)材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳 化硅纖維、石棉纖維、晶須、金屬絲和硬質(zhì)細(xì)粒等。 目錄 歷史 分類 性能 成型方法 應(yīng)用 江蘇新型復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)園 展開 編輯本段 歷史 復(fù)合材料使用的歷史可以追溯到古代。從古至今沿用的稻草增強(qiáng)粘土和已使用上 百年的鋼筋混凝土均由兩種材料復(fù)合而成。20世紀(jì)40年代，因航空工業(yè)的需要，發(fā) 展了玻璃纖

制備了聚丙烯/玻璃微珠復(fù)合材料,在溫度為175～225℃和載荷為1.2～12.5kg的條件下,應(yīng)用熔體流動速率儀考察了填料粒徑、剪切速率、載荷及溫度等對復(fù)合材料熔體流變特性的影響。結(jié)果表明:熔體的剪切流動服從冪律定律;熔體的表觀黏度對溫度的依賴性符合arrhenius方程;表觀黏度隨剪切速率和剪切應(yīng)力的增加而下降;擠出脹大比隨溫度的升高而下降,隨剪切應(yīng)力和剪切速率的增大而增大。在此基礎(chǔ)上,預(yù)測了第一法向應(yīng)力差,發(fā)現(xiàn)其隨剪切速率的增大而增大。