理论与研究

  • 碳纳米管/结晶与非结晶性热塑性树脂界面形成分子动力学模拟

    祁一信;鞠苏;

    为了从微观结构角度研究单壁碳纳米管/结晶与非结晶性热塑性树脂复合材料界面形成过程中的结构、取向和能量变化的异同,架起微观结构与宏观性能之间的桥梁,采用分子动力学方法建立单壁碳纳米管/聚丙烯(SWCNT/PP)、单壁碳纳米管/聚乙烯(SWCNT/PE)结晶性和单壁碳纳米管/聚苯乙烯(SWCNT/PS)、单壁碳纳米管/聚甲基丙烯酸甲酯(SWCNT/PMMA)非结晶性热塑性树脂复合材料体系的分子模型,模拟界面形成过程,计算径向分布函数、界面能、总能量等。模拟结果表明:SWCNT/PS、SWCNT/PMMA界面形成过程主要是吸附。而SWCNT/PP、SWCNT/PE在界面形成过程中分为吸附和取向两部分;g(r)值先在r上范围急剧减少,然后g(r)值急剧增大,界面结晶,形成近程有序结构;2 000 ps时界面能为-620.1 kcal/mol和-791.7 kcal/mol,与SWCNT/PS、SWCNT/PMMA相比界面能更小,界面结合更好;总能量逐渐下降,2 000 ps时总能量是-1 654.9 kcal/mol和-1 211.2 kcal/mol,与SWCNT/PS、SWCNT/PMMA相比总能量更小,复合材料体系更稳定。

    2024年07期 v.52;No.387 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 1637K]
    [下载次数:109 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:2 ]
  • 环氧化改性GTR对聚乳酸结构与性能的影响

    胡永祥;高爱国;谢纪岭;汤香港;申红望;鞠冠男;

    以甲酸和过氧化氢对轮胎橡胶粉(GTR)进行改性得到环氧化产物(EGTR),采用熔融共混法制备聚乳酸(PLA)/EGTR共混物,对其微观形貌、结晶行为及力学性能进行系统分析。结果表明:甲酸和过氧化氢成功将GTR分子链上的碳碳双键氧化为环氧基团,EGTR粒子能够均匀分散在PLA基体中,两相间具有良好的相容性。低含量的EGTR能够促进PLA结晶,而高含量的EGTR会抑制PLA的晶体。PLA/5%EGTR共混物具有最高的结晶度(11.1%),是纯PLA的4.8倍。共混物的拉伸强度随EGTR含量的增加而减小,断裂伸长率和冲击强度呈现先增大后减小的趋势。当加入10%EGTR时,共混物具有最大的断裂伸长率和冲击强度,增韧效果和拉伸强度较好,综合力学性能最佳。研究为以GTR作为增韧材料改性PLA提供依据和技术基础,可促进废橡胶的循环回收利用。

    2024年07期 v.52;No.387 7-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 1687K]
    [下载次数:99 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:3 ]
  • 基于细观力学方法的混杂纤维复合材料抗拉强度预测模型

    秦飞飞;盛冬发;

    基于含夹杂的弹性体内部应变场积分方程,推导了三相复合材料中夹杂的变形协调张量。与传统的Mori-Tanaka方法(M-T方法)相比,此变形协调张量从细观力学角度考虑了复合材料夹杂的分布特征和相互作用,得到了预测复合材料有效弹性性能的修正M-T法,再结合两步均匀化模型得到预测混杂纤维复合材料有效性能的方法。采用损伤力学理论,建立了混杂纤维复合材料拉伸强度的预测模型。采用该方法对文献中椰壳纤维/玻璃纤维增强酚醛树脂复合材料有效弹性性能和抗拉强度进行预测,并将预测结果与现有文献的试验值进行对比。结果表明:修正M-T方法较传统M-T具有更好的预测能力,其预测结果和试验值的误差基本保持在10.485%以内。用该方法定量分析了椰壳纤维和玻璃纤维掺量对混杂纤维复合材料有效弹性性能和拉伸强度的影响。混杂纤维复合材料有效弹性性能和抗拉强度随玻璃纤维的增大而增大。

    2024年07期 v.52;No.387 12-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 1975K]
    [下载次数:183 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ]
  • 复合材料成型用轻质高强水溶性芯模制备与性能

    马克明;杨洪鉴;李宸熙;郑双;任建楠;

    以聚乙烯吡咯烷酮水溶液为胶黏剂,空心玻璃微珠、石膏和石墨为基体材料,采用热烘干法制备1种用于复合材料成型的轻质高强水溶性芯模,研究了胶黏剂含量、基体材料对水溶性芯模的力学性能和水溶速率的影响,研究了改性方法对水溶性芯模的力学性能的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)对改性水溶性芯模的微观形貌进行观察,对其改性机理进行初步探索。结果表明:水溶性芯模的密度为0.46~0.58 g/cm~3。高温处理以及不同尺度粒径玻璃微珠的复配是有效改性手段,水溶性芯模改性前弯曲强度可达7.46 MPa,压缩强度达到7.45 MPa,水溶速率为1.11 g/min;而改性后弯曲强度达到13.21 MPa,压缩强度达到13.45 MPa,同时水溶速率6.34 g/min。水溶性芯模的综合性能可满足复合材料成型工艺的要求,为中空异形复合材料的整体成型提供了解决方案。

    2024年07期 v.52;No.387 18-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 1506K]
    [下载次数:66 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ]
  • 交联高密度聚乙烯结构与性能研究

    孙小杰;任月庆;陈兰兰;

    交联改性是聚乙烯改性的重要方法之一。文章系统研究了交联程度和树脂结构对交联高密度聚乙烯(XHDPE)的流变特性、交联特性、结晶性能和力学性能等影响。结果表明:交联剂质量分数由0增大至1.2%,XHDPE的最大储能模量(G'_(max))和凝胶含量增大,损耗因子最小值(tanδ_(min))逐渐减小。随着交联剂含量的增加,XHDPE的结晶度和晶粒尺寸降低,结晶能力降低。加入交联剂后,XHDPE的拉伸屈服强度逐渐降低,断裂伸长率先增大后减小,冲击强度显著改善。相同交联剂含量下,提高基础树脂分子量,XHDPE的储能模量逐渐增大,大分子网络黏弹性增大。高分子量HDPE的断裂伸长率达到最大时,其所需交联剂含量更低。高分子量的HDPE基础树脂有利于交联样品的力学性能提升。

    2024年07期 v.52;No.387 23-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 1583K]
    [下载次数:327 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ]
  • 纤维素基高吸水树脂对Cd~(2+)的吸附研究

    胡鹏;杨天天;贺龙强;汤思敏;

    吸水树脂因其能吸附金属离子的特性,在环境治理领域受到广泛关注。文章以玉米秸秆、高岭土为原料,以丙烯酸、丙烯酰胺为聚合单体,通过水溶液聚合法制备纤维素基高吸水树脂。用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)和X射线能谱(EDX)对纤维素基高吸水树脂进行表征。利用合成的高吸水树脂对含Cd~(2+)模拟废水进行吸附研究。结果表明:该纤维素基高吸水树脂对Cd~(2+)有良好的吸附性,当溶液pH值为6,树脂用量为0.10 g,吸附时间为200 min时,吸水树脂对Cd~(2+)有效去除率可达到93.57%。该树脂在稀盐酸溶液中对Cd~(2+)的解吸附效果较好,解吸附率为88.73%。该树脂还具有较好的重复吸附性,8次重复吸附后,对Cd~(2+)的去除率仍然达到79.12%。该纤维素基高吸水树脂具有可循环再生能力,重复吸附稳定性较好,在含Cd~(2+)工业废水处理方面具有潜在价值。

    2024年07期 v.52;No.387 28-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 1628K]
    [下载次数:144 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ]
  • POE对改性聚丙烯力学性能以及内饰油漆附着力的影响

    杨兴成;王溢;陈婕;

    采用POE对聚丙烯(PP)进行改性,来改善汽车内饰PP材料表面的油漆附着力。通过差示扫描量热、扫描电子显微镜、达因笔、油漆百格测试和力学性能检测等手段,探究POE对改性PP结晶性能、分散能力、表面张力、油漆附着力和力学性能的影响。结果表明:改性PP中随着POE的增加,其刚性拉伸屈服强度和弯曲模量降低,韧性缺口冲击强度增加,且POE熔体流动速率(MFR)越高,其刚性降低的幅度越大。POE含量越高越有利于改性PP样板的表面附着力的提升,POE含量不低于15%时,样板百格测试等级达到0级。同时,POE的MFR越高越有利于橡胶相在样板表面的取向和分散,从而有利于油漆浸入,提升油漆附着力。喷涂内饰漆膜厚度低于26 μm时,样品表面难以形成有效致密的一层漆膜,导致样品的油漆附着力变差,漆膜厚度不低于26 μm时,其样板油漆附着力较好。

    2024年07期 v.52;No.387 33-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 1554K]
    [下载次数:200 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ]
  • EVA-g-MAH对导电炭黑/PA66复合材料性能和形貌的影响

    魏菊;马正禄;黄坤;甘巧;

    采用马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA-g-MAH)改性,用双螺杆挤出和注塑成型制备增韧的导电炭黑/尼龙66(CCB/PA66)抗静电复合材料,测试材料力学、熔体流动和抗静电性能,使用扫描电子显微镜(SEM)观察断面相貌,采用差示扫描量热法(DSC)研究结晶行为。结果表明:EVA-g-MAH和PA66相容性良好。CCB能够提高PA66的抗静电性能,但使韧性和熔体流动性能降低。EVA-g-MAH可改善8%CCB/PA66的韧性和熔体加工性能。在8%CCB/PA66共混物中添加10%EVA-g-MAH,使冲击强度和断裂伸长率分别提高75.4%和45.1%,同时8%CCB/EVA-g-MAH/PA66保持较高的拉伸强度(50.5 MPa)。EVA-g-MAH质量分数为20%时,CCB选择性分布使8%CCB/PA66的体积电阻率和表面电阻降低2~3个数量级,分别达到4.3×10~7Ω·cm和6.5×10~6Ω。EVA-g-MAH质量分数为10%时,能够促进8%CCB/EVA-g-MAH/PA66中PA66的结晶;EVA-gMAH质量分数为20%时,会抑制8%CCB/EVA-g-MAH/PA6中PA66的结晶。

    2024年07期 v.52;No.387 38-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 1489K]
    [下载次数:164 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ]
  • 氮化硼改性石墨烯制备PVC复合材料及其抗腐蚀性能的研究

    潘宣成;唐泽君;

    使用具有优异的化学稳定性和力学性能的二维无机材料氮化硼(BN)通过液相超声剥离的方式对石墨烯进行改性,制备氮化硼/石墨烯(GBN)复合填料来制备PVC复合材料,进一步研究GBN填料掺量对PVC复合材抗腐蚀性能的影响。结果表明:PVC复合材料的接触角在GBN掺量为1.0%时得到明显提升,为156°。随着GBN掺量的不断增加,PVC复合材料的失重率及物理尺寸变化率均不断降低,其中PVC复合材料失重率于掺量为1.5%时达到最低,为8.98%,而尺寸变化率超过1.0%时,下降幅度趋于平缓。此外,GBN掺量为1.0%时,PVC复合材料的拉伸应力保持率和拉伸应变保持率分别为156%和82%;PVC复合材料的色差变化逐渐降低,且当GBN掺量超过1.0%后,PVC复合材料的色差变化趋于平稳,当在掺量为1.0%时,PVC复合材料的色差为7.8。研究为制备具有较强耐腐蚀性能的PVC复合材料提供参考。

    2024年07期 v.52;No.387 43-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 1465K]
    [下载次数:167 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ]
  • 超临界二氧化碳法制备高性能磺化聚醚醚酮电解质膜及性能研究

    周皇卫;李萌崛;曹剑飞;陈德平;

    以磺化聚醚醚酮(SPEEK)为原料,辅以超临界二氧化碳萃取工艺,制备具有高离子导电率、高吸水性和低甲醇渗透率的复合电解质薄膜。磺化工艺能够有效地改善聚醚醚酮(PEEK)解质薄膜的吸水性,并且有助于形成良好的离子传输通路。结果表明:当磺化时间从3 h提高至12 h,SPEEK复合电解质薄膜的离子交换容量(IEC)值增至1.38 meq/g,磺化度增至46%。磺化处理后,电解质薄膜的热分解温度有所下降,热分解温度约为420℃。随着磺化时间增加,离子导电率从1.37×10~(-10)S/cm增至1.16×10~(-4)S/cm,甲醇扩散系数低至2.183×10~(-7) cm~2/s。研究表明,采用磺化工艺和超临界二氧化碳流体萃取工艺可以制备具有高离子导电性和低甲醇渗透率的SPEEK电解质薄膜。

    2024年07期 v.52;No.387 47-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 1604K]
    [下载次数:118 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ]
  • 木聚糖基水凝胶对亚甲基蓝吸附性能研究

    胡鑫鑫;梁志;王丹菊;

    以木聚糖为原料,以丙烯酸、N-异丙基丙烯酰胺为功能单体,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用接枝聚合,制备了木聚糖基水凝胶。利用FTIR分析木聚糖基水凝胶的结构,并研究pH值、吸附剂用量、亚甲基蓝初始质量浓度、吸附时间对亚甲基蓝吸附性能的影响。结果表明:水凝胶去除亚甲基蓝的最佳pH值范围为3~6;吸附平衡时间约为150 min。木聚糖基水凝胶对亚甲基蓝的吸附性能良好,其对≤600 mg/L亚甲蓝溶液吸附去除率高达97%。木聚糖基水凝胶对亚甲基蓝的吸附行为符合动力学假二级模型和langmuir等温吸附模型,根据Langmuir吸附模型计算出的最大吸附量可达1 094 mg/g。木聚糖基水凝胶表现出良好的再生回用性能,可作为生物质吸附剂用于亚甲基蓝废水处理。

    2024年07期 v.52;No.387 52-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 1613K]
    [下载次数:210 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ]
  • 滑石粉填充聚丙烯共混物的性能研究

    蒲桃红;李柱凯;马静月;陈国夫;

    聚丙烯(PP)塑料是1种性能优异、应用广泛的材料。在PP塑料的二次回收利用过程中,其力学强度、热稳定性和抗老化性能仍有待进一步提高。因此,研究采用废弃的PP塑料,并通过简单的熔融塑化和再冷却的方法制备了滑石粉填充的PP共混物。添加滑石粉后,滑石粉中的—OH基团和PP碳链上的—CH_3基团之间形成了氢键,使滑石粉填充的PP共混物的力学性能较原始PP塑料显著提升。当滑石粉的含量为10%时,其断裂能相比原始的PP塑料提高了近142%。因此,在二次回收利用PP塑料的过程中添加适量的滑石粉有助于进一步提升PP共混物的性能。

    2024年07期 v.52;No.387 58-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 1449K]
    [下载次数:212 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ]
  • 阻燃型聚碳酸酯的力学性能和耐热性能研究

    张建伟;贺子奇;

    采用氧化石墨烯(GO)改性聚碳酸酯(PC),制备阻燃型PC复合材料,研究GO对复合材料阻燃性能、力学性能和耐热性能的影响。结果表明:复合材料阻燃性能和耐热性能,随着GO掺量的增加而增大,复合材料拉伸强度、弯曲强度和抗冲击强度均不断增大,断裂伸长率逐渐降低。GO掺量为3%时,能够得到阻燃性能、力学性能和耐热性能较好的复合材料,此时复合材料极限氧指数(LOI)达到32.8%,阻燃等级达到V-0级,总热释放量(THR)和总产烟量(TSP)分别降低45.8%和75.7%;与纯PC相比,拉伸强度、弯曲强度和抗冲击强度分别提高25.4%、33.7%和63.2%,断裂伸长率降低7.1%;失重5%的温度提高19℃,热失重峰值温度提高52℃,热分解质量保留率提高8.9%。

    2024年07期 v.52;No.387 62-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 1433K]
    [下载次数:217 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ]
  • 冷冻解冻法制备多孔聚乙烯醇材料及性能分析

    王娟;

    采用冷冻解冻法制备多孔聚乙烯醇/β-磷酸三钙/碳纳米管(PVA/β-TCP/CNT)复合材料,探究CNT添加量对其孔隙率及力学性能的影响。结果表明:添加适量的CNT可以有效降低PVA/β-TCP/CNT多孔复合材料的孔径和孔隙率,保障多孔聚乙烯醇复合材料形成更致密的多孔结构。CNT添加量为0.3%~0.5%时,复合材料的孔隙率最低,约为82%。添加CNT后,PVA/β-TCP/CNT多孔复合材料的弹性模量及拉伸强度均显著提升,PVA/β-TCP/CNT多孔复合材料的溶胀度均明显下降。CNT添加量为0.3%时,复合材料的弹性模量及拉伸强度达到2 245.08 MPa和6.61 MPa。制备的PVA/β-TCP/CNT多孔复合材料能够满足医疗生物材料聚合物支架的要求。

    2024年07期 v.52;No.387 66-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 1478K]
    [下载次数:142 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ]

加工与应用

  • LLDPE/POE中BN的分散结构对复合材料导热性能的影响

    曲琦;潘林;梁斌;韩志东;

    以线型低密度聚乙烯(LLDPE)和聚烯烃弹性(POE)为聚烯烃材料,以氮化硼(BN)为导热填料,采用熔融共混热压法制备LLDPE/POE/BN导热复合材料,研究工艺方法对BN分散结构的影响,探讨复合材料结构与导热性能的关系,并结合有限元模拟预测了复合材料的导热系数和温度场的变化。结果表明:通过3种工艺方法获得了具有不同BN分散结构的复合材料。BN在LLDPE相中分散形成的共连续结构复合材料具有优异的导热性能。BN质量分数为40%和50%时,复合材料的导热系数分别为0.72 W/(m·K)和0.91 W/(m·K)。基于BN的分散结构构筑了复合材料的结构模型,成功预测了复合材料的导热系数,揭示了共连续结构的复合材料表现出更好的传热行为。

    2024年07期 v.52;No.387 69-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 1746K]
    [下载次数:76 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ]
  • 高温多次固化对复合材料力学性能影响

    成艳娜;张梦雨;刘训新;袁潇洒;林雨辰;元振毅;

    采用T800级高韧性碳布及碳带预浸料、T800级玻璃纤维预浸料、芳纶与石英混编预浸料制造层压板,探究高温高压多次固化对层压板力学性能的影响。连续经历5次高温高压固化,检测层压板孔隙缺陷、弯曲强度、剪切强度。结果表明:4种不同预浸料层压板的内部质量合格。随着固化次数的增加,T800级高韧性碳布层压板的弯曲强度下降最明显,T800级玻璃纤维预浸料层压板的剪切强度下降最明显。但是4种预浸料层压板的弯曲强度和剪切强度下降幅度均小于10%。芳纶与石英混编预浸料固化5次后的剪切强度最低值比理论指标低1.64%,其余材料的剪切强度均高于各层压板性能要求。

    2024年07期 v.52;No.387 75-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 1622K]
    [下载次数:139 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:1 ]
  • 高性能聚酯-醚二醇的合成及应用

    李剑锋;公维英;杜金彤;张潇飒;

    以己二酸聚酯二醇为起始剂,以环氧烷烃为聚合单体,以碱金属为催化剂,合成聚酯-醚二醇,探讨催化剂用量对聚合反应的影响,并利用红外光谱(FTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)等对其结构进行表征。利用自制的聚酯-醚二醇制备聚氨酯高回弹泡沫和聚氨酯弹性体,研究聚酯-醚二醇对其力学性能的影响。结果表明:聚酯-醚二醇聚合反应过程较佳的催化剂浓度为0.6%。聚酯-醚二醇应用于聚氨酯高回弹泡沫的添加量为15%时,对改善制品力学性能有显著效果;与传统的丙二醇聚醚相比,聚酯-醚二醇合成的聚氨酯力学性能具有显著优势。

    2024年07期 v.52;No.387 79-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 1518K]
    [下载次数:80 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:1 ]
  • 小中空容器专用高密度聚乙烯的性能研究

    王双;刘翔宇;齐宏岗;

    为提高铬系单峰小中空容器高密度聚乙烯(HDPE)专用料HD5502S的应用性能,通过与韧性较好的HDPE膜料DGDA6098按照不同比例掺混挤出造粒,分析对比不同比例掺混料的物理性能、力学性能和流变性能。结果表明:在DGDA6098掺混比例低于40%时,掺混料的加工性能较好;HD5502S/DGDA6098掺混比例在90/10~70/30范围时,掺混料的弯曲模量高达1 400 MPa以上,同时冲击强度也达到13 kJ/m~2以上,具有较好的刚韧平衡性。不同温度下,随着DGDA6098掺混比例的增加,掺混料的剪切黏度(η)、剪切应力(τ)均升高,临界剪切速率(γ_c)下降;加工温度190℃时,小中空专用HDPE掺混料的流变性能最佳。适当的掺混比例有利于形成物理上的双峰分布,确定HD5502S/DGDA6098掺混比例为70/30、加工温度为190℃时,HD5502S使用的综合性能最佳。

    2024年07期 v.52;No.387 84-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 1503K]
    [下载次数:73 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ]
  • 泡沫混凝土-挤塑板复合墙板的抗震性能研究

    孙洪军;赵腾飞;唐显喆;李泽辉;

    文章提出了1种新型泡沫混凝土-挤塑聚苯板复合墙板(FCPW)。为了研究这些墙板对地震事件中可能发生的加载条件的响应,共设计了3种试件,分别对不同尺寸的墙板施加循环荷载研究其抗震性能。通过分析墙板滞回曲线、骨架曲线、延性、刚度退化系数等抗震参数,认为墙板抗震性能良好。试验现象和破坏机理均表明:剪切破坏是试件的破坏形式。对比试件可以看出:高宽比和试件本身强度对抗震性能影响明显,高宽比越大,延性越大,抗震性能越好;混凝土厚度越小,延性越小,抗震性能越差。研究有助于挤塑板与混凝土组成复合墙板的更新迭代,为后续研究提供参考。

    2024年07期 v.52;No.387 88-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 1636K]
    [下载次数:86 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ]
  • 玻璃纤维增强PA66复合材料的制备和性能研究

    陈飞飞;谢靖;

    研究通过KH550改性玻璃纤维(GF)制备改性玻璃纤维(mGF),旨在增强PA66复合材料的力学及绝缘性能,探究mGF掺量对PA66复合材料力学性能及绝缘性能的影响。结果表明:随着mGF掺量的增加,复合材料的密度呈现先上升后降低的趋势;拉伸强度、弹性模量及缺口冲击强度均呈现先上升后下降的趋势。当mGF掺量为20%时,PA66复合材料的各项力学性能的增强效果最好,分别较纯PA66复合材料的拉伸强度、弹性模量及缺口冲击强度增加了13.38%、19.23%和19.59%。PA66复合材料在直流和交流下的电场击穿强度均呈现先上升后下降的趋势,同时PA66复合材料的介电常数呈现先降低后升高的趋势,且在掺量为30%时达到最低;PA66复合材料的体积电阻率呈现先上升后下降的趋势,且在掺量为20%时达到最高,为3.34×10~(13)Ω·m。添加20%KH550改性的GF能够增强PA66复合材料的力学及绝缘性能。该材料可用作电气断路器材料。

    2024年07期 v.52;No.387 93-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 1404K]
    [下载次数:249 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ]
  • 氯氧镁水泥复合EPS保温材料的制备和性能研究

    韩春媛;刘明宝;

    为了提高EPS保温材料的阻燃性能,向EPS中加入不同体积比的氯氧镁水泥(MOC),并对其性能进行研究。结果表明:EPS保温材料的力学性能随着MOC体积比的增加逐渐增大。随着MOC体积比的增加,EPS保温材料的干密度和导热系数不断增大,保温性能不断下降。纯EPS的极限氧指数(LOI)只有18.1%。随着MOC体积比的增加,EPS保温材料的LOI逐渐增大且燃烧更难,阻燃性能显著提高。当MOC体积比为9%时,EPS保温材料能够在短时间内自熄灭。随着MOC体积比的增加,EPS保温材料的燃烧性能等级从易燃的B_3级逐渐提高到不燃的A_2级。结合JG/T 536—2017中对EPS保温材料性能的要求,MOC的体积比为9%时,EPS保温材料的综合性能最优,此时EPS保温材料的抗压强度和抗拉强度分别为0.258 MPa和0.198 MPa,干密度为149 kg/m~3,导热系数为0.055 3 W/(m·K),阻燃等级达到A_2级。

    2024年07期 v.52;No.387 97-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 1442K]
    [下载次数:82 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:0 ]
  • 用于汽车轻量化领域的碳纤维增强尼龙66复合材料的制备与研究

    王峰;张家辉;孙文革;高素静;程莉;雷皓;

    为了改善尼龙66(PA66)的力学性能以及热稳定性,使其在汽车轻量化领域应用更加广泛,在PA66基体中掺杂5%~20%的碳纤维(CF)。结果表明:相比未改性的PA66材料,掺杂15%CF的PA66复合材料具有较好的综合性能。PA66/15%CF的拉伸强度为180 MPa,提升了177%;弹性模量为19 867 MPa,提高7.1倍;弯曲强度为262 MPa,提升212%;弯曲模量为15 867 MPa,提高6.4倍。PA66/15%CF的冲击强度为12.7 kJ/m~2,提升49.4%。PA66/15%CF复合材料的质量保留率为22.8%,材料的热稳定性显著提高。研究表明,经CF改性增强的PA66复合材料具有用于汽车轻量化领域的潜力,以15%的掺杂量较好。

    2024年07期 v.52;No.387 101-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 1417K]
    [下载次数:484 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ]
  • 粉煤灰和塑料废料对混凝土力学和耐久性能的影响

    郑永娟;

    采用粉煤灰、聚丙烯颗粒改性混凝土,探究了单掺和复掺粉煤灰和塑料颗粒废料对混凝土力学和耐久性能的影响。结果表明:适量单掺粉煤灰对晚期混凝土的力学性能没有明显影响,适量掺入粉煤灰会改善混凝土晚期的耐久性能。单掺聚丙烯塑料颗粒降低了混凝土的力学性能、耐久性能。适量复掺粉煤灰和聚丙烯颗粒可以有效改善混凝土晚期的力学性能和耐久性能。复掺体系中,总掺量在30%的情况下,粉煤灰和聚丙烯颗粒的质量比为1∶1时,混凝土的力学性能和耐久性能等综合性能较优。

    2024年07期 v.52;No.387 105-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 1336K]
    [下载次数:151 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ]

生物与降解材料

  • 生物降解塑料PBSLA/层状硅酸盐复合材料的制备及性能研究

    宋平;田卫花;尚敬诏;魏志勇;

    采用溶液共混的方法,利用有机改性蒙脱土(OMMT)和云母(Mica)层状硅酸盐无机填料对生物可降解聚(丁二酸丁二醇-共-左旋乳酸酯)(PBSLA)共聚酯进行复合改性,对PBSLA/层状硅酸盐复合材料的热学性能、结晶性能、阻隔性能和力学性能进行研究。结果表明:层状硅酸盐填料的质量分数低于4%时,其在共聚酯基体中分散性良好。无机填料充当异相成核剂的作用,在一定程度上改善了基体材料的结晶性能。力学性能方面,一定量的层状硅酸盐填料起增强作用。当OMMT和Mica的添加量分别为2%和3%时,复合材料的拉伸强度达到最大值,较PBSLA可分别提升18.4%和34.4%。层状结构有效增加了气体分子的曲折路径,随着填料含量的增加,复合材料的水蒸气和氧气透过系数均呈现下降趋势。因此,层状硅酸盐填料的加入可以提高PBSLA基体材料的阻隔性能。

    2024年07期 v.52;No.387 109-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 1698K]
    [下载次数:67 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ]
  • PLA/E-MA-GMA/PBS/talc共混物耐热性能研究

    刘志刚;边俊甲;郇月伟;李俊文;孙丽娜;周魏华;颜祥禹;

    研究旨在通过共混改性的方法提升聚乳酸(PLA)的耐热性。在PLA中加入乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯(E-MA-GMA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)和滑石粉(talc),通过熔融共混改性的加工方法制备PLA/EMA-GMA/PBS/talc共混物,研究不同组分PLA/E-MA-GMA/PBS/talc含量对共混材料力学性能、流动性能、流变性能、耐热性能的影响。结果表明:随着PLA/E-MA-GMA/PBS/talc共混物体系的变化,共混物的拉伸强度逐渐降低,韧性和冲击强度逐渐升高,说明共混材料之间存在部分增韧及相容性;未结晶处理共混物的热变形温度变化不大,基本上维持在55℃左右,结晶处理的共混物热变形温度普遍大于90℃。

    2024年07期 v.52;No.387 115-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 1610K]
    [下载次数:86 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:4 ]
  • 可生物降解的纳米CaCO_3/BF/PHA/PE复合材料的制备及性能

    吴静;黄嘉园;蓝峻峰;陈燕萌;叶有明;韦周巧;

    研究以聚乙烯(PE)为原料,聚羟基脂肪酸酯(PHA)、改性后的纳米CaCO_3和甘蔗渣纤维(BF)为复合填料,通过熔融挤压和注塑成型制备纳米CaCO_3/BF/PHA/PE复合材料。通过力学性能测试、傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析、热重(TG)分析、扫描电子显微镜(SEM)等表征方法,考察PHA含量、改性纳米CaCO_3及BF的最佳配比及其含量对复合材料内部结构和性能的影响。结果表明:5%PHA、5%BF以及5%纳米CaCO_3时,复合材料的力学性能最佳,达到12.9 MPa;在此配比下,纳米CaCO_3/BF/PHA/PE复合材料的最大热分解温度达到463℃,高于改性前复合材料热分解温度(453℃)。研究为可降解高分子材料的绿色发展提供了思路。

    2024年07期 v.52;No.387 121-124页 [查看摘要][在线阅读][下载 1553K]
    [下载次数:236 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ]

助剂

  • 有机酰肼类成核剂的制备及其对聚对苯二甲酸乙二醇酯结晶行为的影响

    林江华;武靖博;肖文昊;徐睿杰;雷彩红;陈大华;

    选用苯二甲酰肼和带有不同封端结构的苯甲酰氯,通过偶联反应制备3种有机酰肼成核剂1,4-二苯甲酰基对苯二甲酰肼(BTAD)、1,4-双(4-甲基苯甲酰基)对苯二甲酰肼(BTAD-CH_3)和1,4-双(4-叔丁基苯甲酰基)对苯二甲酰肼[BTAD-(CH_3)_3],并探讨了它们对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)结晶行为、力学性能和耐热性能的影响。结果表明:当成核剂BTAD、BTAD-CH_3和BTAD-(CH_3)_3的添加量分别为1.0%时,PET的结晶峰温度(T_c)分别提升51、53、56℃,结晶度(X_c)从18.1%分别提升至26.3%、26.9%和29.7%。BTAD-(CH_3)_3能进一步细化PET球晶尺寸,表现出更好的成核效果。BTAD-(CH_3)_3的添加量为2.0%时,PET复合材料的弯曲模量提升至2 675 MPa,增幅为22%,维卡软化温度和热变形温度较PET分别提高了60℃和10℃,力学性能和耐热性能得到提升。

    2024年07期 v.52;No.387 125-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 1843K]
    [下载次数:114 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:2 ]
  • 不同成核剂对聚丙烯性能影响研究

    李春晖;郝春波;姚秀超;翟旭蓬;庄松;于洪洋;刘全中;

    文章研究了α成核剂CH-6N、HPN-715、TMP-7与β成核剂TMB-5四种不同类型成核剂以及不同类型成核剂复配对聚丙烯力学性能、光学性能及结晶性能的影响。结果表明:成核剂均能有效提高结晶温度与结晶度。α成核剂CH-6N增刚改性效果最好,CH-6N添加量0.2%,聚丙烯的弯曲模量为2 390 MPa,弯曲强度为60.6 MPa。α成核剂会降低聚丙烯韧性,添加0.2%CH-6N,聚丙烯的冲击强度仅为2.7 kJ/m~2。β成核剂TMB-5可有效提高聚丙烯韧性,但会降低刚性。0.1%TMB-5增韧效果最好,聚丙烯的冲击强度为20.7 kJ/m~2,拉伸断裂伸长率为530%。光学性能方面,α成核剂CH-6N改性效果最好,0.1%CH-6N加入后聚丙烯黄色指数仅为0.46。α成核剂与β成核剂复配改性聚丙烯,既能有效提高聚丙烯的韧性,又能改善其刚性,可达到刚韧平衡。0.1%CH-6N与0.1%TMB-5复配改性效果较好,聚丙烯的冲击强度达5.5 kJ/m~2,弯曲模量为2 140 MPa,拉伸强度为41.1 MPa。

    2024年07期 v.52;No.387 131-134页 [查看摘要][在线阅读][下载 1602K]
    [下载次数:257 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ]

综述

  • 碳基材料复合水凝胶在吸附中的研究进展

    王向鹏;高艺伦;李宴汝;刘青霖;张浩腾;郑云香;陈春茂;

    碳基材料比表面积大,孔隙发达,表面有大量的含氧官能团,具有优异的力学性能。将碳基材料引入水凝胶体系中可以增加吸附位点,改善力学性能,丰富网络结构,实现优势互补,是研发高性能水凝胶吸附剂的主要思路。文章总结不同类型的碳基材料复合水凝胶的结构特点,重点介绍碳基材料对水凝胶的性能增强机制,综述复合水凝胶的制备方法及在水质净化领域的应用,分析碳基材料复合水凝胶吸附剂的前景、局限性和未来的研究潜力。

    2024年07期 v.52;No.387 135-140页 [查看摘要][在线阅读][下载 1507K]
    [下载次数:295 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ]
  • 塑料光催化降解回收处理技术的研究进展

    赵慧莹;李伟;刘丰颉;熊健;吕学斌;

    为减轻塑料废弃物所带来的环境污染,对塑料光催化降解回收处理方式进行研究,从而利用太阳能光引发和光催化的降解机理将塑料转化为水和二氧化碳或进一步转化为氢气燃料和高值化学品。文章介绍催化剂特性、塑料和降解条件对光催化降解的影响,总结不同种类的无机金属、非金属材料以及有机-无机复合材料光催化剂在光催化降解回收处理中的应用,旨在通过催化剂的改性、与电催化、热催化、生物催化协同作用提升光催化效率。文章指出光催化降解塑料回收处理技术在预处理、处理后存在的问题,为废弃塑料的回收处理提供可靠依据和研究方向。

    2024年07期 v.52;No.387 141-146页 [查看摘要][在线阅读][下载 1603K]
    [下载次数:676 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ]
  • 生物可降解聚碳酸丁二醇酯改性的研究进展

    尚祖明;俞利生;刘立鹏;魏志勇;

    二氧化碳下游产物碳酸二甲酯的规模化生产极大程度地促进了可降解聚碳酸酯的生产和使用,可有效利用二氧化碳并缓解塑料污染。因此,文章对当前新型生物可降解脂肪族聚碳酸丁二醇酯(PBC)的改性研究进展进行综述,着重分析共聚单体分子结构(线型脂肪族、环状脂肪族、芳香族单体)以及共混相容性影响脂肪族聚碳酸酯PBC的热性能、结晶性能以及力学性能作用机制,并基于PBC基共聚碳酸酯以及PBC基共混材料的结构与性能关联体系对其适用领域和发展趋势进行展望。

    2024年07期 v.52;No.387 147-154页 [查看摘要][在线阅读][下载 1561K]
    [下载次数:111 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:2 ]
  • 光固化3D打印用光敏树脂材料改性研究进展

    周雯雯;陈进;谢加强;郭智锋;褚绥红;

    光固化3D打印技术凭借其高精度、可快速成型、可成型复杂制件的特点成为制造行业的一项新兴技术。光敏树脂作为光固化3D打印技术的主要耗材,其力学性能、耐热性、精度和强度等性能都不够理想,无法满足工业化生产需求。为获得具有高机械强度和功能性的光敏树脂,必须对其进行改性处理。文章主要介绍用于光固化3D打印的光敏树脂的改性研究现状。从SLA光固化快速成型技术原理入手,介绍光敏树脂的各个组成部分,从反应型和添加型两方面展示光敏树脂的改性研究,最后对光敏树脂的发展趋势进行展望。文章指出未来在完善现有光敏树脂材料的基础上,应开发更多用于3D打印的新型材料,拓展树脂配方,对光敏树脂改性进行更深入的研究,从而开发出更高性能、更高强度、更绿色环保的树脂体系。

    2024年07期 v.52;No.387 155-160页 [查看摘要][在线阅读][下载 1408K]
    [下载次数:849 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ]
  • 下载本期数据