化学联合改性对苎麻/环氧树脂复合材料界面性能的研究

通过碱+马来酸酐(MA)和碱+偶联剂+MA对苎麻进行联合改性处理,采用真空辅助树脂传递模塑(VARTM)制备得到两种苎麻/环氧树脂(RF/EP)复合材料,分别是RF₁/EP和RF₂/EP,并对其进行力学性能测试.结果表明,与未经任何处理制得的RF₀/EP复合材料对照,两种表面处理方法制得的复合材料树脂含量无明显变化,力学性能也有所降低.RF₁/EP的拉伸强度和抗弯强度较RF₀/EP分别降低了4.33%和17.13%;RF₂/EP的拉伸强度和弯曲强度较RF₀/EP分别降低了16.01%和22.45%.故工艺需要选择恰当的碱和马来酸酐溶液浓度,尽量减少纤维整体结构的变化,提升纤维与基体附着力,从而提升复合材料的力学性能.     

简单有效筛选纤维表面改性剂的实验方法

通过用不同的表面改性剂(氢氧化钠,硅烷偶联剂,马来酸酐,乙酸酐和多巴胺)处理单根苎麻纤维,然后再通过单纤维断裂实验测出界面剪切强度(IFSS)来评估纤维与聚丁二酸丁二醇酯(PBS)基体之间的界面相互作用。通过这种简单的方法,很容易地筛选出制备PBS/苎麻纤维可生物降解复合材料的有效表面改性剂,即多巴胺。为了进一步验证单纤维断裂实验确实是筛选表面改性剂的有效方法,对未处理、碱处理和多巴胺处理苎麻纤维增强PBS复合材料的力学性能进行了研究,结果表明复合材料力学性能的变化趋势和单纤维断裂实验得到的界面剪切强度的变化趋势是一致的。因此,单纤维断裂实验确实是衡量表面改性与界面增强的一种简单且有效的方法。     

KH-550改性纳米凹凸棒/不饱和聚酯聚氨酯 复合材料的研究

将纳米凹凸棒(AT)用偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)进行改性处理,经过处理后的AT以化学接枝法接枝到合成的不饱和聚酯聚氨酯树脂(UPPU)上,再加入固化剂、消泡剂等助剂制得不饱和聚酯聚氨酯纳米复合材料。用红外吸收光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、力学性能等检测手段对纳米复合材料的结构与性能进行了表征。结果表明当改性AT的含量为1.5%(质量分数)时,纳米复合材料的热稳定性有所提升。同时,纳米粒子不但能够在UPPU基体中达到均匀分散,且其机械性能较未添加改性纳米AT的UPPU有一定改观。     

表面改性纳米二氧化硅粒子制备与分散性表征分析

通过预处理填料法制备了硅烷偶联剂(KH-560)表面改性纳米二氧化硅,采用激光粒度仪、BET比表面积法、FT-IR、SEM和TEM对纳米二氧化硅粒子表面改性前后的粒径分布、比表面积、分子结构与分散性作了表征分析。实验结果表明:纳米二氧化粒子经硅烷偶联剂(KH-560)表面改性后,粒径分布变窄,比表面积增加,分子结构改变,分散效果好。对纳米二氧化硅粒子表面改性前后填充聚丙烯的分散性和界面形态进行了探析。     

原位固化法高效合成ZnO/环氧树脂纳米复合材料

ZnO纳米颗粒可以明显提高固化后环氧树脂的性能.本研究制备了ZnO量子点/环氧树脂复合材料,环氧树脂使用聚酰胺固化剂,在低温下短时间固化.合成过程中,使用正己烷取代丙酮作为溶剂,从而提高复合材料的机械性能.随后,使用紫外-可见透过光谱、荧光发射光谱和硬度等研究了不同制备工艺下ZnO/环氧树脂复合材料的光学性能和机械性能.结果表明,通过原位固化法将ZnO量子点与聚酰胺固化剂混合得到复合固化剂,将树脂与该固化剂混合后,可以在低温下固化得到具有较好机械性能和光学性能的ZnO/环氧树脂纳米复合材料.     

固态热拉伸技术制备聚丁二酸丁二醇酯/微纤化纤维素复合材料

通过固态热拉伸技术成功制备了高性能的聚丁二酸丁二醇酯/微纤化纤维素复合材料,并分析了复合材料结构变化、界面黏结以及晶体取向对力学性能的影响。由于加工过程中纤维表面形成界面结晶,提升了复合材料的界面黏结。此外,由于拉伸过程促进了纤维素以及聚丁二酸丁二醇酯片晶的取向,从而促使复合材料力学性能的进一步提升。此过程简单易操作,适用高分子种类多,有助于启发学生灵活运用各类高分子加工手段制备高性能复合材料。     

镀TiC石墨纤维/Al基复合材料制备与性能研究综合实验设计

结合学科研究热点,设计了镀TiC石墨纤维/Al基复合材料制备与性能研究综合性实验。实验通过盐浴镀覆TiC对石墨纤维进行表面改性,在纤维表面形成均匀的TiC镀层,以改善石墨纤维与Al基体的界面结合状况,从而提高复合材料的各项性能。采用真空热压工艺制备石墨纤维/Al基复合材料,利用扫描电镜、X射线衍射仪、激光热物理性能仪、热膨胀仪、电子万能试验机等,对石墨纤维及其复合材料的显微组织结构、界面结合特性、热物理性能与抗弯强度进行检测和分析。实验能够加深学生对复合材料界面组织结构与性能之间关系的理解,并且有助于培养学生综合实践能力及科研创新意识。     

胶原-丙烯酸丁酯接枝共聚物/氧化铝核壳型复合纳米粒子的制备及其红外发射率研究

在水溶液中将胶原大分子吸附于氧化铝纳米粒子表面,通过自由基引发的接枝共聚反应在胶原大分子上接枝聚丙烯酸丁酯支链制备了胶原丙烯酸丁酯接枝共聚物/氧化铝核壳型复合纳米粒子.确定了胶原大分子在氧化铝粒子表面的最佳吸附量以及探讨了接枝反应时间对接枝率、复合粒子的壳层厚度及红外发射率(8~14μm)的影响.结果显示,接枝反应时间在12—20h时,复合纳米粒子的壳层为厚度小于15nm的胶原丙烯酸丁酯接枝共聚物层;聚丙烯酸丁酯支链的接枝率为3.7%左右时,复合纳米粒子在丙酮、氯仿等有机溶剂中分散良好;胶原吸附量为3.01g/100gA l2O3时,胶原氧化铝复合物的红外发射率下降程度最大,相应的复合纳米粒子的红外发射率最低可至0.527.胶原大分子与氧化铝纳米粒子的界面相互作用导致了复合纳米粒子红外发射率的降低.     

层状ABC星型三嵌段共聚物和纳米颗粒的自组装

采用耗散粒子动力学模拟方法研究了层状ABC星型三嵌段共聚物和纳米颗粒的协同自组装．主要考虑了不同密度下纳米颗粒的聚集行为及其对层状结构的影响．当纳米颗粒密度较低时,纳米颗粒呈囊泡状聚集;当纳米颗粒密度较高时,纳米颗粒呈柱状聚集．通过分析体系能量和共聚物链的回转半径研究了该动力学过程;通过界面张力的计算,对体系中微结构的力学性能进行了探索．这些发现不仅有助于人们了解复杂的嵌段共聚物,也可以为探索嵌段共聚物和纳米颗粒的微结构提供思路,对研究嵌段共聚物纳米复合材料的潜在应用提供帮助．     

热重法测试纳米二氧化硅对罗丹明B的包覆量

目的:尝试测试二氧化硅纳米粒子对罗丹明B的包覆量.方法:采用简单方便的Stoer法合成包覆有罗丹明B的二氧化硅纳米粒子,通过荧光光谱、扫描电镜等表征证实我们成功合成了包覆有荧光染料的纳米粒子,随后采用热重分析仪探讨二氧化硅纳米粒子对罗丹明B的包覆能力.结论:二氧化硅的纳米粒子对罗丹明B的包覆量与一个光染料的浓度呈正相关.     

聚丙烯/累托石层状硅酸盐纳米复合材料制备及力学性能研究

用有机累托石与聚丙烯溶液聚合制备复合材料母料,然后在双螺杆混炼挤出机上用熔融插层聚合的方法制备聚丙烯/累托石层状硅酸盐纳米复合材料,研究了复合材料的力学性能并用扫描电镜(SEM)对纳米复合材料进行表征.结果表明:累托石均匀分散到聚丙烯基体中,改善了聚丙烯的力学性能.     

Al_2O_3/CaCO3/PTFE三元复合材料力学性能探讨

采用纳米粒子二元复配填充改性及冷压烧结工艺,制备了Al_2O_3/CaCO_3/PTFE三元复合材料,对其力学性能进行了探讨。实验结果表明,纳米粒子的填充显著提高了PTFE的摩擦磨损性能、硬度、抗蠕变性能及拉伸强度,降低了断裂伸长率。当Al2O3质量分数为20%、CaCO_3质量分数为10%时,PTFE复合材料综合力学性能优异。     

基于纳米二氧化硅的超疏水表面的制备及性能研究

采用化学法制备超疏水纳米二氧化硅表面,并对其疏液性能进行测试.首先选用十二烷基三乙氧基硅烷(DTES)改性纳米二氧化硅,并通过X射线能谱分析和扫描电镜分别对改性前后纳米SiO₂颗粒所含元素和表面微观形貌进行表征;然后通过水接触角测试评估改性后纳米SiO₂的疏液性能.实验数据表明,经过DTES改性后,SiO₂颗粒的粒径变大,表面能更小,对水、酱油、牛奶和咖啡的疏液性能更佳.研究结果显示DTES改性SiO₂颗粒能够显著提高纳米SiO₂颗粒的超疏水性能,为开发新型疏水涂层奠定了坚实的基础.     

聚乳酸／苎麻纤维复合材料的非等温结晶动力学

采用硅烷偶联剂（KH560）预处理苎麻纤维并制备了聚乳酸／苎麻复合材料。用Jeziomy方程、Ozawa方程和Mo方法对PLA和PLA／RF的非等温结晶动力学进行了分析。结果表明Jeziomy方程和Mo方法可以描述聚乳酸（PLA）和聚乳酸／苎麻纤维（PLA／RF）熔融结晶的非等温结晶动力学,Ozawa方程则不能。     

颗粒增强铝基复合材料的研究

综述了颗粒增强铝基复合材料的基体材料、增强颗粒的种类、选择方法,以及对复合材料性能的影响;同时介绍了界面的类型以及如何减少界面反应和改善界面的方法等,为颗粒增强铝基复合材料的设计和制备提供理论支持。     

Fe3O4/SiO2复合磁性粒子的制备及其药物缓释行为

目的:采用共沉淀法和溶剂热法制备Fe_3O_4纳米磁性粒子,对其药物控释性能进行检测。方法:以正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,采用Stober法,在乙醇/水溶液中,通过氨水催化水解硅醇盐,制得核壳式结构的Fe_3O_4/SiO_2复合磁性微球;以X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、Fourier红外光谱(FTIR)等手段表征样品的结构,研究复合材料的耐酸性、磁分离行为及对药物布洛芬的缓释行为。结果:SEM显示Fe_3O_4与Fe_3O_4/SiO_2粒子均为纳米颗粒,粒径分布基本均匀;与溶剂热法比较,共沉淀法制得的Fe_3O_4晶粒结晶度较好,XRD衍射峰强,SiO_2的包裹使得Fe_3O_4尖锐的特征衍射峰稍微下降,表明包覆过程没有破坏其晶体结构,Fe_3O_4/SiO_2样品谱图中出现了无定型SiO_2的衍射峰,红外谱图同样出现了无定型SiO_2的透射峰。结论:表面二氧化硅的包覆显著改善了四氧化三铁纳米粒子的耐酸性,磁分离实验表明二氧化硅的包裹减弱了Fe_3O_4的磁性,布洛芬缓释实验表明Fe_3O_4/SiO_2复合磁性微球具有较好的药物缓释效果。     

增塑剂PEG对聚乳酸／苎麻纤维复合材料结晶能力的影响

以聚乙二醇（PEG）为聚乳酸／苎麻纤维复合材料的增塑剂。研究不同分子量、不同组成的聚乙二醇对聚乳酸及其复合材料结晶性能的影响。结果表明,在3种不同分子量（分别为1000、2000、6000）的聚乙二醇中,PEG2000影响苎麻纤雏对聚乳酸结晶成核活性最为显著。PLA/PEG2000／15wt%RF复合材料的结晶速率是纯聚乳酸的2倍．X射线衍射（WAXD）显示,复合材料以30℃／min快速降温时仍然是结晶态,而纯聚乳酸以10℃／min速度降温时则是非晶态。     

聚丙烯／纳米CaCO3复合材料的制备及力学性能研究

采用挤出造粒和注射成型的方法制备聚丙烯／纳米CaCO3复合材料试样条,测试了样条的力学性能,分析和研究了纳米CaCO3粒子的含量对复合材料力学性能的影响。实验结果表明,复合材料的力学性能随着纳米CaCO3含量的增加呈现先升后降的趋势。当纳米CaCO3质量分数达6％左右时复合材料的力学性能较好,超过6％后力学性能开始下降。     

银纳米粒子的室温固相合成 微结构表征及SERS性能

以次亚磷酸钠和硝酸银为原料,采用室温固相化学反应合成法制备银纳米粒子。用X射线衍射、透射电子显微镜、扫描电镜、表面增强拉曼散射光谱对其进行了晶相、结构、形貌及性能的表征。结果表明,大粒径纳米颗粒存在层状孪晶及表面突起结构,而小粒径粒子多为热力学稳定多面体结构;纳米粒子制备的拉曼基底的扫描电镜表征显示,相邻纳米粒子间距较小(10 nm),纳米颗粒表面粗糙。拉曼测试显示,银纳米粒子基底能显著提高罗丹明6G的拉曼散射信号。用室温固相化学反应合成的纳米粒子表面粗糙,裸露较多的高自由能晶面,粒子间距较小对材料的高SERS活性起着重要的决定作用。     

双亲高聚物核壳型复合粒子的制备及其紫外、荧光特性

用正硅酸乙酯水解制备出二氧化硅纳米粒子,硅烷偶联剂NQ-51改性二氧化硅纳米粒子,应用超声技术将二氧化硅粒子分散在甲醇介质中,然后通过苯乙烯和乙烯基吡咯烷酮的两步分散聚合制成了以二氧化硅为核,乙烯基吡咯烷酮为壳的无机/有机复合粒子,并通过紫外、荧光、红外、TEM等手段对高聚物进行了表征。通过表征发现,该核壳型复合粒子的紫外吸收谱图产生了红移,并且有了一定的荧光特性,荧光光谱也发生了红移。使得二氧化硅的各种性质如电学性质、光学性质、磁性质、催化性质等有了明显的改善,其实际应用也变得更加广泛。