定向碳納米管高密度聚乙烯復(fù)合材料體系流變行為的研究

應(yīng)用熔融共混法制備納米碳管/高密度聚乙烯復(fù)合材料。考查了納米碳管含量及制備工藝對材料電性能和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明加入納米碳管可以顯著提高高密度聚乙烯的導(dǎo)電性,電阻率變化呈現(xiàn)滲流現(xiàn)象。滲流閾值在20%～25%之間,其電阻率下降8個數(shù)量級。隨納米碳管含量的增加復(fù)合材料的模量提高,斷裂伸長率下降。經(jīng)過對納米碳管進(jìn)行溶液浸潤預(yù)處理,復(fù)合材料的導(dǎo)電性和力學(xué)性能均得到改善。

通過熔融插層法制備了高密度聚乙烯/納米黏土復(fù)合材料(pe-hdcs),采用差示掃描量熱儀測試了材料在不同降溫速率下的結(jié)晶性能,并通過avrami方法、ozawa方法和莫志深方法等研究了其結(jié)晶行為。研究發(fā)現(xiàn),加入納米黏土可提高高密度聚乙烯(pe-hd)的結(jié)晶溫度、熔融溫度和結(jié)晶度。非等溫結(jié)晶動力學(xué)研究得到納米黏土復(fù)合材料的t1/2、zt和f(t)等結(jié)晶參數(shù)值表明,納米黏土起促進(jìn)成核、加速結(jié)晶的作用。通過熱臺偏光顯微鏡觀察也證實(shí)了pe-hdcs比pe-hd能更好地成核和結(jié)晶,使得晶粒尺寸變小,晶粒密度增大。表明納米黏土與pe-hd之間形成"插層"結(jié)構(gòu),增強(qiáng)其相互作用,有利于結(jié)晶運(yùn)動中鏈段排列。

conductivepropertiesofmultiwalledcarbonnanotubes(mwnts)filledhigh-densitypolyethylene(hdpe)compositespreparedbymeltblendingwerestudied.theresultsshowedthatasthemwntsconcentsreachto3%(massfraction),theelectricalconductivityofthecompositeschangesfrominsulatortosemiconductor,possessingresistivtiyof1010ω·cm.whileasthemwntsconcentsreachto5%,thecompositesbecomeagoodconductor.theresistivity-temperaturecharacteristicofthecompositesexhibitsthatwiththeincreasingofthetemperature,theresistivityofthecompositesfirstdecreases,whileincreasesabruptlywhenthetemperatureapproachesmeltingpoint(t_m)ofthematrix,indicatinganexistenceofthenegativetemperaturecoefficient(ntc)-positivetemperaturecoefficient(ptc)effect.itshouldbenotedthatthisphenomenoncannotbefoundinpolymer-basedcompositesfilledwithotherconductiveparticles,suchascarbonblack,graphite,carbonfiber.

主要論述了高密度聚乙烯(pe-hd)/黏土納米復(fù)合材料的制備因素對結(jié)構(gòu)形態(tài)的影響及其性能的研究進(jìn)展。當(dāng)前的研究表明,黏土有機(jī)化處理和使用相容劑能改善材料的插層和剝離結(jié)構(gòu);pe-hd基體對結(jié)構(gòu)的影響比較復(fù)雜,一方面,隨著聚合物相對分子質(zhì)量的增加,聚合物分子鏈的尺寸增加,分子鏈長的聚合物更難進(jìn)入到黏土夾層間,不利于黏土的剝離;另一方面,黏度隨相對分子質(zhì)量的增加而增加,黏度的增加在熔融加工過程中可提高熔體的剪切力,有利于聚合物進(jìn)入堆疊的納米黏土層間,使得片層分離而達(dá)到剝離結(jié)構(gòu);黏土加入量過高不利于得到剝離結(jié)構(gòu);在加工工藝上,母料法比直接混合法得到的插層效果好,選擇合適的設(shè)備、對螺桿進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)以提高剪切效果都有利于得到插層和剝離結(jié)構(gòu)的pe-hd/黏土納米復(fù)合材料。pe-hd/黏土納米復(fù)合材料的性能研究表明,由于黏土沒達(dá)到完全剝離和均勻分散,納米復(fù)合材料的脆性增加,韌性降低,且隨黏土含量的增加脆性增加,這與pe-hd和黏土界面相間的相互作用密切相關(guān);黏土粒子分散程度越高,其與熔體接觸面積越大,pe-hd分子鏈運(yùn)動受阻,材料彈性提高;納米復(fù)合材料中黏土層作為二維異向成核劑,可以提高材料的結(jié)晶速率,使結(jié)晶溫度升高,黏土含量過大會降低結(jié)晶度;黏土分散不均會造成復(fù)合材料的氣體滲透性降低;一方面,片層的阻透效應(yīng)可提高材料熱穩(wěn)定性,另一方面,有機(jī)改性黏土的催化作用又會使pe降解而降低其熱穩(wěn)定性,當(dāng)黏土含量適中時(shí),黏土片層均勻分散,阻透性能起主要作用,但隨著黏土含量的增加,催化作用迅速加強(qiáng)并成為主要因素,使復(fù)合材料熱穩(wěn)定性降低;此外,燃燒過程中形成焦燒物可提高pe-hd/黏土納米復(fù)合材料的阻燃性。

利用太赫茲時(shí)域光譜研究了多壁碳納米管/高密度聚乙烯(mwnts/hdpe)復(fù)合體系的光學(xué)性質(zhì).第一次使用mg模型提取了不同濃度下mwnts的光學(xué)常數(shù),并利用dl模型對結(jié)果進(jìn)行了解釋.

采用熔融共混的方法制備了粉煤灰(fa)/高密度聚乙烯(hdpe)復(fù)合材料。研究了粉煤灰的粒徑對復(fù)合材料的力學(xué)性能、熱性能、加工性能、微觀形貌和結(jié)晶性能的影響。結(jié)果表明,減小粉煤灰的粒徑可以改善復(fù)合材料的韌性,當(dāng)fa的粒徑為2.4μm時(shí),復(fù)合材料的斷裂伸長率與沖擊強(qiáng)度分別為54.1%、8.5kj/m2,比粒徑為28μm時(shí)分別提高了42.7%和37.1%。隨著粉煤灰粒徑的減小,fa/hdpe復(fù)合材料的熔體質(zhì)量流動速率(mfr)增大;fa/hdpe復(fù)合材料的初始分解溫度、殘留質(zhì)量降低;hdpe基體的結(jié)晶度增大。

采用兩步法工藝和設(shè)備,按照9組實(shí)驗(yàn)配方,在基礎(chǔ)配方的基礎(chǔ)上,添加鐵紅和uv531作為添加劑,制備出亞麻屑/高密度聚乙烯復(fù)合材料。分析了加入不同添加劑的復(fù)合材料老化前后的彎曲性能、沖擊性能和密度。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,亞麻屑含量為60%、添加抗老化劑uv531的木塑復(fù)合材料物理及力學(xué)性能較好,得出了加工亞麻屑/hdpe復(fù)合材料的最優(yōu)工藝和實(shí)驗(yàn)配方。

采用錐形雙螺桿擠出法制備了竹漿板纖維增強(qiáng)高密度聚乙烯復(fù)合材料,并通過熱重分析儀(tga)、差熱掃描量熱議(dsc)、熱機(jī)械分析儀(dma)等對其熱穩(wěn)定性、熔融溫度、結(jié)晶度及熱機(jī)械性能進(jìn)行測試分析,研究了竹漿板纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)對其復(fù)合材料熱性能的影響。結(jié)果表明,竹漿板纖維降低了復(fù)合材料起始分解溫度,提高了復(fù)合材料的殘?zhí)柯始案邷責(zé)岱€(wěn)定性;但對復(fù)合材料的結(jié)晶和熔融峰值溫度沒有影響,竹漿纖維增強(qiáng)復(fù)合材料結(jié)晶度隨著纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而略有提高,但均低于純高密度聚乙烯的結(jié)晶度;纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%時(shí),復(fù)合材料儲存模量最高,損耗因子最小。

結(jié)晶性能和結(jié)晶形態(tài)對材料的強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性、耐磨性、耐熱性等性能有重要影響，結(jié)晶放熱過程更是聚合物成型加工的重要因素之一。聚合物的結(jié)晶過程很大程度上受分子結(jié)構(gòu)和結(jié)晶條件的影響。高密度聚乙烯（hdpe）的分子鏈結(jié)構(gòu)規(guī)整，支鏈少，結(jié)晶性能好，具有高結(jié)晶度；而hdpe／納米黏土復(fù)合材料由于納米黏土片層的存在，會引起hdpe結(jié)晶性能的變化。

以改性稻草和高密度聚乙烯(hdpe)為原料,研究了改性稻草/hdpe復(fù)合材料的熱壓工藝,分析了稻草改性用naoh溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)、熱壓時(shí)間、hdpe加入比例等因素對復(fù)合板材性能的影響。結(jié)果表明,熱壓最佳工藝參數(shù)為:密度0.75g/cm3,施膠量4%,熱壓溫度160℃,熱壓時(shí)間6min,hdpe加入比例30%,naoh溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.5%。在此條件下制作的改性稻草/hdpe復(fù)合材料力學(xué)性能達(dá)到刨花板國家標(biāo)準(zhǔn)gb/t4897—2003要求。

采用一步法活化增容制備了回收高密度聚乙(烯rhdpe/)膠粉管材專用料,并研究了引發(fā)劑過氧化二異丙苯強(qiáng)度從37.5kj/m2提高到48kj/m2;彎曲強(qiáng)度從10.5mpa提高到12.9mpa;彎曲模量從356mpa提高到405(dcp)、接枝單體馬來酸酐(mah用)量對體系力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:當(dāng)dcp、mah用量分別為0.1份、1.0份時(shí),rhdpe/膠粉體系獲得最佳的力學(xué)性能,與簡單共混物比較,拉伸強(qiáng)度從18.8mpa提高到23.8mpa;缺口沖擊mpa。通過流變性能測試結(jié)果和掃描電(鏡sem)照片分析活,化增容對rhdpe/膠粉體系有效。

土耳其erciyes大學(xué)材料科學(xué)與工程系的最新研究，3種不同的共聚物被用作基于碳纖維（cf）增強(qiáng)高密度聚乙烯（pe）的復(fù)合材料的增容劑，它們是馬來酸酐接枝的聚乙烯（pe-g-ma）、一種乙烯、丙烯酸酯和順丁烯二酸酐的三元無規(guī)共聚物（lot—ma）和一種乙烯和甲基丙烯酸縮水甘油基酯的無規(guī)共聚物（lot—gma）。這些增容劑的含量（w）分別為1．5％，3％和6％。研究人員對增容劑的類型和數(shù)量對復(fù)合材料的拉伸、沖擊、彎曲、形變和形態(tài)學(xué)性能的影響進(jìn)行了研究。無論何種類型，耦合劑的使用都可提高復(fù)合材料的力學(xué)性能。在不同的增容劑濃度下觀察到力學(xué)性能的最大增加取決于測試類型和增容劑類型。

采用單螺桿擠出機(jī)制備了高密度聚乙烯/雙醛淀粉復(fù)合材料,并利用懸臂梁沖擊試驗(yàn)機(jī)、熔融指數(shù)儀、多功能塑料球壓痕硬度儀等儀器分析了該復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度、硬度、熔融指數(shù)以及疏水性等性能.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,隨著體系中雙醛淀粉含量的增加,hdpe/雙醛淀粉復(fù)合材料的疏水性及流動性能有較大的提高,而沖擊強(qiáng)度及硬度有所下降,當(dāng)添加10﹪~15﹪雙醛淀粉時(shí)其綜合性能最好.

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用熔融共混和熱壓工藝制備了cb/hdpe,mwnt/hdpe聚合物基復(fù)合材料,研究了填料體積含量,測試電壓,填料形貌尺寸對復(fù)合體系介電性能的影響。實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)導(dǎo)電填料含量達(dá)到滲流閾值附近時(shí)復(fù)合材料的介電常數(shù)達(dá)到最大,測試電壓達(dá)到一定值時(shí),滲流閾值附近的復(fù)合材料介電損耗會迅速增加,相同填料體積含量的mwnt/hdpe復(fù)合體系比cb/hdpe體系具有更高的介電常數(shù),利用滲流理論、maxwell-wagner界面極化效應(yīng)和微電容模型解釋了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

1 高密度聚乙烯 科技名詞定義 中文名稱：高密度聚乙烯 英文名稱：highdensitypolyethylene，hdpe 定義：主鏈中平均每1000個碳原子僅含幾個支鏈，密度通常為0.946~0.976g/cm3的聚乙烯。 應(yīng)用學(xué)科：材料科學(xué)技術(shù)（一級學(xué)科）；高分子材料（二級學(xué)科）；塑料（三級學(xué)科） 以上內(nèi)容由全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會審定公布 百科名片 高密度聚乙烯 高密度聚乙烯（highdensitypolyethylene，簡稱為“hdpe”），是一種結(jié)晶度高、非極性的 熱塑性樹脂。原態(tài)hdpe的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明狀。pe具有優(yōu)良的耐 大多數(shù)生活和工業(yè)用化學(xué)品的特性。某些種類的化學(xué)品會產(chǎn)生化學(xué)腐蝕，例如腐蝕性氧化劑（濃 硝酸），芳香烴（二甲苯）和鹵化烴（四氯化碳）。該聚合物不吸濕并具有好的

將聚乳酸、淀粉分別與高密度聚乙烯(hdpe)共混,制備了具有一定降解性能的hdpe塑料薄膜。研究了聚乳酸和淀粉對hdpe薄膜力學(xué)性能、降解性能、降解后的力學(xué)性能、結(jié)晶、微觀結(jié)構(gòu)等的影響。結(jié)果表明:聚乳酸和淀粉能提高h(yuǎn)dpe薄膜的力學(xué)性能,復(fù)合薄膜降解30d后力學(xué)性能會有一定程度的降低。

高密度聚乙烯復(fù)合管的發(fā)展和應(yīng)用金澤龍高密度聚乙烯（ｈｄｐｅ）管材是頗有發(fā)展前途的產(chǎn)品，具有耐化學(xué)藥品性、韌性、耐磨性以及價(jià)格低廉，安裝方便等特點(diǎn)，其應(yīng)用范圍僅次于聚氯乙烯（ｐｖｃ）管材，是位居第二位的塑料管材。ｈｄｐｅ管材按用途分有油氣管、煤氣管、水...

為了有效利用廢棄棉稈資源,該文采用熱塑性高密度聚乙烯塑料作為填充料,將疏解的棉稈束定向鋪裝熱壓制成復(fù)合板。利用熱重分析儀分析了棉稈的熱解特性,采用正交試驗(yàn)的方法分析了復(fù)合板密度、塑料質(zhì)量分?jǐn)?shù)、熱壓溫度、熱壓時(shí)間對復(fù)合板力學(xué)性能的影響;用掃描電鏡觀察到棉稈纖維與高密度聚乙烯復(fù)合界面存在機(jī)械嚙合結(jié)構(gòu)。通過試驗(yàn)得到制備定向復(fù)合板的較優(yōu)熱壓工藝參數(shù)為:復(fù)合板密度0.8g/cm3,塑料質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%,熱壓溫度168℃,熱壓時(shí)間17min。在此工藝條件下,復(fù)合板的靜曲強(qiáng)度、彎曲彈性模量和內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度分別達(dá)到31.51、4561.25和0.52mpa,超過定向刨花板osb/1的標(biāo)準(zhǔn)值。

介紹國內(nèi)外高密度聚乙烯復(fù)合管材應(yīng)用、生產(chǎn)狀況，并對市場要求進(jìn)行分析和完測。

引言聚烯烴是國民生活和現(xiàn)代國防不可或缺的基礎(chǔ)原材料,但與abs、pc等工程塑料相比,其剛性不足,低溫脆性也較明顯,因此很難作為結(jié)構(gòu)材料使用。納米技術(shù)的出現(xiàn)為聚烯烴材料性能的提高提供了廣闊的空間[1],其中,納米復(fù)合材料中存在納米尺寸效應(yīng)、超大的比表面積以及很強(qiáng)的界面相互作用,具有比強(qiáng)度高、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)、抗疲勞性好等優(yōu)點(diǎn),因此,納米復(fù)合聚乙烯中含少量納米材料便能極大增強(qiáng)材料本身的性能,同時(shí)聚合物中納米材料的低含量也大大減少了無機(jī)載體在聚合物中的灰分,有利于聚合物材料高性能的保持,這引起了研究工作者的廣泛關(guān)注。

正電子湮沒技術(shù)作為一種無損的微結(jié)構(gòu)檢測方法在高分子/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料中具有廣泛的應(yīng)用前景。本研究利用正電子湮沒壽命譜學(xué)方法,對丙烯酸接枝前后高密度聚乙烯和蒙脫土的納米復(fù)合材料的微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),丙烯酸的接枝導(dǎo)致了o-ps強(qiáng)度的減小。納米復(fù)合材料中o-ps強(qiáng)度及o-ps壽命分布隨蒙脫土含量增加的變化,證實(shí)了極性丙烯酸基團(tuán)優(yōu)先進(jìn)入了蒙脫土片層之中。