代芳,呂召勝,王金立,欒維濤
(中國兵器工業(yè)集團(tuán)第五三研究所,濟(jì)南 250031)
2015年我國熱塑性工程塑料研究進(jìn)展
代芳,呂召勝,王金立,欒維濤
(中國兵器工業(yè)集團(tuán)第五三研究所,濟(jì)南 250031)
根據(jù)2015年國內(nèi)公開發(fā)表的文獻(xiàn),綜述了我國熱塑性工程塑料的研究進(jìn)展,著重介紹了丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料、聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、飽和聚酯、聚苯醚等通用熱塑性工程塑料及聚苯硫醚、聚醚醚酮、氟塑料、聚酰亞胺等特種熱塑性工程塑料的改性研究進(jìn)展。
工程塑料;熱塑性塑料;改性;共混物;進(jìn)展
2015年我國在熱塑性工程塑料聚酰胺(PA)的改性方面做了大量的工作;在丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)、飽和聚酯及聚苯醚(PPE)等通用工程塑料的合金化方面也有頗多研究;在聚苯硫醚(PPS)、氟塑料、聚醚醚酮(PEEK)及聚酰亞胺(PΙ)等特種工程塑料的改性及實用化方面獲得了一定的成果。筆者按通用工程塑料和特種工程塑料兩大類分別綜述了2015年我國熱塑性工程塑料的研究進(jìn)展。
1.1ABS
連續(xù)本體法制備高流動中抗沖ABS 中國兵器北方華錦化學(xué)工業(yè)集團(tuán)有限公司[1]選用5種不同型號的橡膠(包括兩種丁苯橡膠1322和N212以及3種低黏度星形低順式聚丁二烯橡膠565T,700A和橡膠B)與單體苯乙烯、丙烯腈進(jìn)行共聚反應(yīng),通過中試試驗制備高流動中抗沖ABS。結(jié)果表明,在橡膠總質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為12%且丁苯橡膠和聚丁二烯橡膠質(zhì)量比為2∶1的條件下,由1322/橡膠B組合制備的ABS光澤度、拉伸強度和彎曲強度與由標(biāo)準(zhǔn)橡膠配方制備的ABS相差不大,沖擊性能略有提高,而熔體流動速率(MFR)提高了13.8%。采用廉價的國產(chǎn)橡膠B與丁苯橡膠1322組合,可完全替代進(jìn)口橡膠應(yīng)用于高流動中抗沖ABS的生產(chǎn)中,達(dá)到了降低成本并保持ABS原有性能基本不變的目的。
ABS/Al2O3導(dǎo)熱復(fù)合材料 合肥工業(yè)大學(xué)[2]制備了ABS/Al2O3導(dǎo)熱復(fù)合材料。經(jīng)鈦酸酯偶聯(lián)劑102表面處理過的Al2O3填充后復(fù)合材料的熱導(dǎo)率明顯提高,隨Al2O3含量的增加,復(fù)合材料的熱導(dǎo)率逐漸增加,而其力學(xué)性能逐漸降低。填充小粒徑Al2O3對熱導(dǎo)率提高效果明顯,采用大小粒徑Al2O3復(fù)配使用能達(dá)到更好的效果。在Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%時,用HotDisk法測得熱導(dǎo)率可達(dá)1.2 W/(m·K)。
膨脹型阻燃劑APP/MA/PEPB阻燃ABS 合肥工業(yè)大學(xué)[3]用氧代-4-羥甲基-2,6,7-三氧雜-1-磷雜雙環(huán)[2,2,2]辛烷(PEPA)作為中間產(chǎn)物,與苯甲酰氯反應(yīng)合成了新型成炭劑苯甲酸(1-氧-2,6,7-三氧雜-1-磷雙環(huán)[2,2,2]辛烷-4-基)甲酯(PEPB),將其與三聚氰胺(MA)和聚磷酸銨(APP)按一定比例復(fù)配成膨脹型阻燃劑用于ABS的阻燃研究。結(jié)果表明,PEPB的初始分解溫度為310℃,比傳統(tǒng)成炭劑季戊四醇(PER)提高了58℃;當(dāng)APP/MA/PEPB按2:1:2比例復(fù)配且質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%時,阻燃效果最佳,阻燃復(fù)合材料燃燒等級達(dá)UL 94 V-0級,拉伸強度為40.15 MPa,吸水率為1.77%;與PER作為成炭劑的ABS阻燃復(fù)合材料相比,其拉伸強度提高了33.4%,吸水率下降了84.2%。
支化PS改性ABS 常州大學(xué)[4]通過乳液聚合,以鏈轉(zhuǎn)移劑單體為支化單體,合成支化聚苯乙烯(PS) (BPS),并以其作為流變改性劑;作為參比,同時合成了分子量及其分布相近的線型PS (LPS)與ABS共混,研究不同結(jié)構(gòu)PS對ABS的改性效果。結(jié)果表明,在ABS中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的相對較窄分子量分布的高分子量BPS,既可有效降低基體的剪切黏度,改善其流動性,又可以保持基體良好的力學(xué)性能和熱性能;而在加入相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)LPS的情況下,基材的力學(xué)性能和熱性能雖然也可以得到保持,但共混物的流動性沒有得到改善,黏度反而有小幅度上升。
1.2PA
PA6/有機鋰皂石納米復(fù)合材料 貴州大學(xué)[5]采用十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)對鋰皂石進(jìn)行有機改性,制備有機改性鋰皂石,并通過熔融共混的方法制備了高性能、低吸水率的PA6/有機化鋰皂石納米復(fù)合材料。鋰皂石的含量為5份時,其主要以剝離形式分散在基體中,此時復(fù)合材料的拉伸強度和彎曲強度均達(dá)最大值,分別為81.6 MPa和122.1 MPa,較純PA6分別增加了25.54%和23.50%,此外,鋰皂石明顯降低了PA6的吸水率。
氧化石墨烯增容PA6/PS共混體系 上海交通大學(xué)[6]將氧化石墨烯(GO)加入PA6/PS的共混體系,以提高PA6和PS的相容性,通過兩步法制備了PA6/PS/GO共混物。添加GO后共混物的拉伸性能和韌性明顯提高。GO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%時,共混物的斷裂伸長率較未添加GO的共混物提高了170%,斷裂能也提高了近240%。
PA6/NMA/nano-OMMT復(fù)合材料 貴州大學(xué)[7]采用自制耐熱改性劑N-苯基馬來酰亞胺-馬來酸酐二元共聚物(NMA)與納米有機蒙脫土(nano-OMMT)復(fù)配對PA6進(jìn)行共混改性。研究發(fā)現(xiàn),nano-OMMT剝離分散在PA6基體中;隨著nano-OMMT含量增加,PA6/NMA/nano-OMMT復(fù)合材料的熔融溫度、結(jié)晶溫度、結(jié)晶度及熔融焓均先升后降;NMA與nano-OMMT質(zhì)量比為8∶2時,復(fù)合材料彎曲強度、彎曲彈性模量、拉伸強度和熱變形溫度均達(dá)最大,分別為117.1,3 301,80.5 MPa及82.7℃,較不加nano-OMMT分別提高21.2%,25.0%,12.9%,27.8%。
高導(dǎo)熱絕緣PA6復(fù)合材料 合肥工業(yè)大學(xué)[8]以PA6為基體,采用兩種不同粒徑的Al2O3按1∶1混合后,再與高導(dǎo)熱填料氮化鋁(AlN)復(fù)配成導(dǎo)熱填料,采用熔融擠出法制備PA6/Al2O3/AlN導(dǎo)熱絕緣復(fù)合材料。復(fù)合材料的熱導(dǎo)率隨著復(fù)配填料中AlN含量的增加而增大,而拉伸強度和彎曲強度隨復(fù)配填料中AlN含量的增加先增大再減小。AlN含量占復(fù)配填料的50%時,復(fù)合材料的拉伸強度和彎曲強度分別達(dá)到最大值83.09 MPa和137.14 MPa。
MWNTs/鹵-銻阻燃體系阻燃PA6 貴州大學(xué)[9]采用熔融共混法制備了PA6/多壁碳納米管/十溴二苯乙烷-三氧化二銻(PA6/MWNTs/DBDPE-Sb2O3)阻燃復(fù)合材料。結(jié)果表明,MWNTs的加入起到異相成核劑的作用,提高了復(fù)合材料的結(jié)晶速率且改變復(fù)合材料的晶型,同時使復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性能得到改善。其中,當(dāng)MWNTs質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%,DBDPE-Sb2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%時,PA6/MWNTs/ DBDPE-Sb2O3復(fù)合材料的極限氧指數(shù)(LOΙ)可達(dá)30.72%,垂直燃燒等級達(dá)到FV-0級,同時具有較好的力學(xué)性能。
PA6/GF/SP三元復(fù)合材料 浙江大學(xué)[10]以礦渣微粉(SP)和玻璃纖維(GF)為填料,經(jīng)共混、擠出造粒、注射成型制備PA6/GF/SP三元復(fù)合材料。當(dāng)GF/SP總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%,SP與GF比例為1∶3時,平均粒徑為7 μm的SP有最好的增強效果,復(fù)合材料拉伸強度為96.8 MPa;當(dāng)SP平均粒徑為15 μm時,復(fù)合材料具有最佳的沖擊強度,比純PA6提高了32.4%,達(dá)到8.31 kJ/m2。
增塑劑改性PA6 華南理工大學(xué)[11]以二醋酸甘油酯(GP)、聚乙二醇400 (PEG400)、檸檬酸三乙酯(TEC)作為增塑劑,采用熔融共混法對PA6進(jìn)行增塑改性。在相同用量下,TEC對PA6的增塑效果最優(yōu);當(dāng)TEC質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%時,增塑后的PA6材料比未改性的沖擊強度提高了6倍,結(jié)晶度下降了21%,綜合性能最好。
PA6/MGF復(fù)合材料 中南林業(yè)科技大學(xué)[12]用硅烷偶聯(lián)劑KH-550和二苯甲烷二異氰酸酯(MDΙ)分別對磨細(xì)GF (MGF)進(jìn)行表面改性,得到兩種改性的GF (即K-MGF,M-MGF)。當(dāng)M-MGF質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%時,PA6/M-MGF復(fù)合材料拉伸強度從65.82 MPa提高到71.78 MPa,缺口沖擊強度從11.86 kJ/m2提高到23.73 kJ/m2,優(yōu)于PA6/ K-MGF復(fù)合材料。
MWNTs表面改性阻燃PA6 北京化工大學(xué)[13]采用表面接枝法將氨基磺酸胍(GAS)引入MWNTs得到MWNTs-GAS,之后與PA6進(jìn)行熔融共混制備了PA6/MWNTs-GAS納米復(fù)合材料。結(jié)果表明,當(dāng)MWNTs-GAS質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%時,LOΙ從純PA6的22.2%提高到24.2%;燃燒時間從純PA6的24.1 s提高到47.1 s,且熔滴現(xiàn)象與成炭性能顯著改善;與純PA6相比,復(fù)合材料的沖擊強度略有下降但拉伸強度明顯提高,當(dāng)MWNTs-GAS質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%時,PA6復(fù)合材料的拉伸強度從32.4 MPa提高至45.9 MPa。
可紡性MCA無鹵永久阻燃PA6 東華大學(xué)[14]通過熔融共混法制備了不同配比的PA6/磷酸三苯酯(TPP)/三聚氰胺氰尿酸鹽(MCA)粒料。通過熔融紡絲技術(shù)證明了PA6阻燃粒料的可紡性,研究了材料組成對其紡絲性能的影響。研究結(jié)果表明,TPP含量的增加能夠提高阻燃PA6粒料的阻燃等級,且當(dāng)PA6∶MCA∶TPP質(zhì)量比為90∶9∶0.3時,PA6具有較好的阻燃和力學(xué)性能。
PA6/類水滑石納米復(fù)合材料 巢湖學(xué)院等[15]將自制的雙甲氧基苯甲酸根離子插層的類水滑石(MgAl-PMOBALDHs)分散到己內(nèi)酰胺(CL)水深液中,利用CL原位水解開環(huán)聚合制備了PA6/MgAl-PMOBA-LDHs納米復(fù)合材料。MgAl-PMOBA-LDHs在復(fù)合材料中呈納米級均勻分散,少量的MgAl-PMOBA-LDHs使復(fù)合材料對波長為320~380 nm的紫外線吸收效果明顯,并提高了PA6的結(jié)晶溫度和結(jié)晶度。
PA6/POE共混體系 青島科技大學(xué)[16]利用雙螺桿擠出機將PA6與聚烯烴彈性體(POE)共混,研究添加過氧化二異丙苯(DCP)、馬來酸酐(MAH)后的體系性能以及工藝條件對性能的影響。結(jié)果表明,POE含量在15份時缺口沖擊強度僅提高了3 kJ/m2,拉伸強度降低明顯;當(dāng)雙螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為100 r/min,DCP用量為0.2份時,體系的力學(xué)性能達(dá)到最佳值;當(dāng)DCP用量為0.2份時,添加0.4份MAH,體系的缺口沖擊強度相對于純PA6提高約12 kJ/m2。
無鹵阻燃抗靜電PA6/GF復(fù)合材料 中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司[17]以PA6/GF為基體材料,加入抗靜電劑、無鹵阻燃劑二乙基次膦酸鋁(ADP)制備了礦用PA6/GF復(fù)合材料。結(jié)果表明,抗靜電劑163及抗靜電劑190的加入能提高PA6/GF復(fù)合材料的抗靜電性能,當(dāng)兩者復(fù)配使用且質(zhì)量比為1∶2時,材料表面電阻率降低至9.7×107Ω;阻燃劑ADP的加入能提高抗靜電PA6/GF復(fù)合材料的阻燃性能,當(dāng)阻燃劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到15%時,復(fù)合材料阻燃等級達(dá)到UL 94 V-0級;此外,復(fù)合材料的抗靜電性能、力學(xué)性能以及熱穩(wěn)定性能均能保持較好水平。
超韌無鹵阻燃PA6防暴服專用料 溫州科力塑業(yè)有限公司[18]采用雙螺桿擠出加工工藝,通過添加不同組分制得超韌無鹵阻燃PA6材料。結(jié)果表明,中黏搭配低黏PA6材料可獲得最佳的沖擊性能和加工性能;添加15份POE-g-MAH增韌劑時增韌效果最好;小粒徑、高含量紅磷母粒的阻燃效果較好且對體系的力學(xué)性能影響較??;Mg(OH)2含量為3份時效果最佳;適當(dāng)?shù)穆輻U組合可提高體系的阻燃穩(wěn)定性。
PA6-b-PPG嵌段共聚物 株洲時代新材料科技股份有限公司[19]以己內(nèi)酰胺、己二酸、聚丙二醇(PPG)等為原料,采用高壓反應(yīng)釜進(jìn)行熔融縮聚,合成了一系列熱塑性彈性體PA6-b-PPG嵌段共聚物。結(jié)果表明,制備的系列PA6-b-PPG嵌段共聚物熔點為209~225℃,起始熱分解溫度為380~397℃。隨著PPG含量的增加,PA6-b-PPG嵌段共聚物從γ型結(jié)晶向α型結(jié)晶轉(zhuǎn)變,密度、硬度、拉伸強度、彎曲強度逐漸降低,而斷裂伸長率逐漸增加。
基于SPE的PA6基永久抗靜電復(fù)合材料 廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院[20]以己內(nèi)酰胺和聚乙二醇(PEG)為原料,熔融縮聚制得PA6-PEG共聚物,使用雙螺桿擠出機,將其與硬脂酸鋰(C18H35LiO2)進(jìn)行復(fù)合加工得到基于高分子固體電解質(zhì)的PA6基永久抗靜電復(fù)合材料。結(jié)果表明,C18H35LiO2的加入有效降低了PA6-PEG共聚物的表面電阻率,當(dāng)其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%時,復(fù)合材料表面電阻率下降到約1×109Ω;復(fù)合材料具有良好的熱穩(wěn)定性,起始分解溫度在380℃以上,其隨C18H35LiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而降低;與PA6-PEG共聚物相比,復(fù)合材料的力學(xué)性能降低,但C18H35LiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)在5%以內(nèi)時,復(fù)合材料力學(xué)性能比較穩(wěn)定。
有機硅改性PA6基抗靜電共聚物 廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院[21]通過共聚反應(yīng)制備了羥基硅油質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同的PA6-羥基硅油共聚物,發(fā)現(xiàn)反應(yīng)確實生成了軟硬段以酯基相連接的共聚物。共聚物的起始熱分解溫度在400℃以上,具備良好的熱穩(wěn)定性;羥基硅油的加入有效降低了PA6的表面電阻率,穩(wěn)定在1×1010Ω;共聚物的吸水率隨羥基硅油含量上升趨于穩(wěn)定;羥基硅油對PA6有良好的增韌作用;PA6-羥基硅油共聚物的抗靜電能力要低于PA6-聚醚硅油共聚物,而熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能強于PA6-聚醚硅油共聚物。
汽車?yán)魈坠苊庇靡酌撃T鲰gPA6 重慶理工大學(xué)[22]研究了增韌劑、潤滑劑種類及其含量對PA6力學(xué)性能及脫模效果的影響。結(jié)果表明,增韌劑的加入提高了PA6的脫模性,且不同增韌劑對脫模性提高幅度不同;潤滑劑的加入能改善增韌PA6的脫模性,潤滑劑A和C搭配具有協(xié)同作用,當(dāng)其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%時,增韌PA6的脫模性及力學(xué)性能綜合效果最佳。采用增韌易脫模PA6注塑的汽車?yán)魈坠苊本C合性能符合技術(shù)指標(biāo)要求,脫模性良好,達(dá)到了客戶的預(yù)期目標(biāo)。
PA6/功能化熱膨脹石墨復(fù)合材料 中北大學(xué)[23]將PA6與功能化熱膨脹石墨(EG-T)復(fù)合制備具有高性能化的PA6/EG-T復(fù)合材料。結(jié)果表明,熱膨脹石墨的功能化改性和超聲外場的引入使熱膨脹石墨的分散性提高,并且與PA6基體的界面結(jié)合力增強;PA6復(fù)合材料的結(jié)晶性能和耐熱性能得到顯著提高,同時,其力學(xué)性能也有所上升。超聲輔助擠出制備的PA6/EG-T復(fù)合材料的結(jié)晶度相對于純PA6提高了7.84%,熱變形溫度從純PA6的76.5℃提升到了110.9℃,提高了34.4℃,拉伸強度和拉伸彈性模量相對于純PA6分別提高了15.8%和16.8%。
共聚PA6/66增韌PA66/GF復(fù)合材料 株洲時代新材料科技股份有限公司[24]以共聚PA6/66和POE-g-MAH為增韌劑,對PA66/GF復(fù)合材料進(jìn)行增韌改性。隨共聚PA6/66和POE-g-MAH用量提高,復(fù)合材料的沖擊強度明顯提高,拉伸強度、彎曲強度和熱變形溫度(HDT)則逐漸下降;與POE-g-MAH相比,共聚PA6/66對拉伸及彎曲強度和HDT的不利影響較小,且略微提高了復(fù)合材料的MFR,而POE-g-MAH大幅降低了復(fù)合材料的MFR。
連續(xù)擠出法化學(xué)發(fā)泡PA6 浙江理工大學(xué)[25]采用復(fù)配對甲苯磺酰氨基脲(TSSC)發(fā)泡劑,通過雙螺桿擠出機制備了化學(xué)發(fā)泡PA6。研究結(jié)果表明,影響泡孔直徑、泡孔密度以及發(fā)泡倍率最主要的因素均為發(fā)泡劑的含量,其中,泡孔直徑最小可達(dá)56.84 μm,泡孔密度最大可達(dá)6.21×106個/cm3,發(fā)泡倍率最大可達(dá)16.20%。發(fā)泡PA6的拉伸應(yīng)力及拉伸應(yīng)變與泡孔直徑和泡孔密度的大小沒有直接關(guān)系,但應(yīng)力應(yīng)變會隨相對密度的增加而上升。
MCPA6/氣相SiO2復(fù)合材料 東華大學(xué)[26]以氫氧化鈉為催化劑,N-乙酰己內(nèi)酰胺為活化劑,通過陰離子原位聚合法制備單體澆鑄PA6 (MCPA6)/氣相SiO2復(fù)合材料。結(jié)果表明,經(jīng)KH550處理的氣相SiO2能均勻分布在MCPA6中;氣相SiO2可促進(jìn)MCPA6的結(jié)晶,降低吸水率,當(dāng)氣相SiO2用量為己內(nèi)酰胺質(zhì)量的0.5%時,復(fù)合材料的吸水率最低,比MCPA6降低16%;當(dāng)氣相SiO2用量為己內(nèi)酰胺質(zhì)量的2.5%時,復(fù)合材料起始分解溫度和失重速率最大時分解溫度分別比MCPA6提高98.8℃和38℃;隨著氣相SiO2用量增加,復(fù)合材料的拉伸和沖擊性能均呈先升高后降低的趨勢,當(dāng)氣相SiO2用量為己內(nèi)酰胺質(zhì)量的0.5%時,拉伸強度、斷裂伸長率及缺口沖擊強度較MCPA6分別提高10%,6%和81%。
PA6/LGF/新型烷基次膦酸鋁復(fù)合材料 貴州大學(xué)[27]分析不同含量的二異丁基次膦酸鋁(APBu)對PA6/LGF復(fù)合材料性能的影響。結(jié)果表明,隨著APBu含量的增加,復(fù)合材料的阻燃性能逐漸增強,而沖擊性能保持超韌狀態(tài)。
廢膠粉、滑石粉改性PA66/GF復(fù)合材料 陜西科技大學(xué)[28]采用硅烷偶聯(lián)劑KH560改性廢膠粉(WRP)、環(huán)氧樹脂E44改性滑石粉(Talc),以PA66/GF復(fù)合材料為基體,制備了WRP,Talc及兩者協(xié)同改性的PA66/GF復(fù)合材料。結(jié)果表明,當(dāng)3份WRP經(jīng)過1份KH560處理后,其與PA66 /GF基體間的界面粘結(jié)性明顯得到改善,其改性的復(fù)合材料彎曲強度和沖擊強度最高,分別比PA66/GF基體提高了11.09%和2.05%。當(dāng)1份Talc經(jīng)過3份E44處理后,其在基體中具有良好的分散性,改性的復(fù)合材料彎曲強度和沖擊強度達(dá)到最大,分別比基體材料提高了13.89%和8.42%。采用1份KH560處理的3份WRP協(xié)同3份E44處理的1份Talc對復(fù)合材料進(jìn)行改性,可使彎曲強度和沖擊強度相比基體分別提高16.97%和6.25%。
反應(yīng)性P-N膨脹阻燃劑化學(xué)阻燃PA66 南京航空航天大學(xué)[29]以自制的1-氨基苯甲酸-3-酰胺基苯甲酸-苯基氧化膦(BNPPO)、己二胺、PA66鹽為原料,通過高壓(1.7 MPa,210℃),高溫(280℃,0.1 MPa)兩步聚合制備了阻燃PA66。分析表明,BNPPO鹽含有N-P膨脹結(jié)構(gòu);阻燃PA66較純PA66有更優(yōu)異的熱穩(wěn)定性;阻燃PA66具有良好的阻燃性能;BNPPO以氣相阻燃及凝聚相協(xié)效阻燃作用于PA66基體材料;BNPPO阻燃PA66依然保持有良好的力學(xué)性能。
新型含磷共聚本質(zhì)阻燃PA66 南京航空航天大學(xué)[30]以自制聚N,N′-二苯基-苯基氧化膦(PDPPD)、己二酸、PA66鹽為原料,通過高壓(1.7 MPa)聚合制備了含磷共聚本質(zhì)阻燃PA66樹脂。分析表明,阻燃PA66較純PA66有更優(yōu)異的熱穩(wěn)定性;阻燃PA66具有良好的阻燃性能,當(dāng)PDPPD質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)4.5%時,LOΙ及UL 94分別達(dá)28%和V-0級;PDPPD的引入對PA66的力學(xué)性能影響較小。
PA66/勃姆石復(fù)合材料 華南理工大學(xué)[31]采用熔融擠出法制備了PA66/勃姆石復(fù)合材料。研究表明,勃姆石的加入提高了復(fù)合材料的力學(xué)性能、阻燃性能、導(dǎo)熱性、耐熱性和熱穩(wěn)定性,同時具有較好的可加工性。當(dāng)KH-550改性的粒徑為1.5 μm的勃姆石質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%時,制備的PA66/勃姆石復(fù)合材料的綜合性能最佳,復(fù)合材料無鹵阻燃達(dá)UL 94 V-0級。
混雜纖維增強PA66復(fù)合材料 長春工業(yè)大學(xué)[32]采用注塑工藝制備了碳纖維(CF)/GF混雜增強PA66復(fù)合材料,并在模擬高含水及高腐蝕兩種情況下分別進(jìn)行摩擦磨損、線脹系數(shù)對比和沖擊試驗,最終篩選了15%CF/20%GF和20%CF/20%GF兩種混雜纖維增強PA66,制成了新型油井用扶正器。結(jié)果表明,在高含水的稀油井中,適合使用15%CF/20%GF增強PA66扶正器;在高含水的稠油井中,由于井下溫度較高,20%CF/20%GF增強PA66扶正器與15%CF/20%GF增強PA66扶正器相比,尺寸穩(wěn)定性更好,耐磨性更高,因此適合該類油井。
MCPA/GO復(fù)合材料 江蘇格美高科技發(fā)展有限公司等[33]采用改進(jìn)Hummers方法制備了GO,將GO與MCPA原位聚合制備MCPA/GO復(fù)合材料。結(jié)果表明,MCPA/ GO復(fù)合材料的初始分解溫度大于280℃,GO與MCPA分子量間存在一定程度的相互作用,使得高溫下殘余物質(zhì)量增大。GO的加入可使彎曲性能大幅度增加,當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到1.0%時,彎曲強度最大達(dá)到119.4 MPa。
含三氟甲基和不對稱結(jié)構(gòu)聚芳酰胺 常州大學(xué)[34]以自制含三氟甲基取代不對稱芳香二胺單體--1,4-雙(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)-2,3,5-三甲基苯,分別與對苯二甲酸(PTA)、間苯二甲酸(ΙPA)、4,4-二苯醚二甲酸(OBA) 3種商品化二酸單體,經(jīng)Yamazaki膦?;s聚制得了一系列新型可深性聚芳酰胺。該類聚合物的特性黏度在0.68~1.15 dL/g之間,具有優(yōu)異的深解性能和光學(xué)性能。所制聚合物室溫下不僅可以深解在N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺等沸點較高的有機深劑中,還能深解在低沸點的四氫呋喃深劑中;由該類聚合物所制得的薄膜無色透明,截斷波長在331~345 nm之間,500 nm處的透過率均超過82%。此外該聚芳酰胺還表現(xiàn)出了良好的熱學(xué)性能和力學(xué)性能:玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)在257℃以上,在空氣和氮氣中10%熱失重時的溫度分別在413℃和441℃以上;其薄膜的拉伸強度為77.5~88.4 MPa,斷裂伸長率在13%~31%,拉伸彈性模量為1.8~2.0 GPa。
1.3PC
鍍鎳CF/鍍鎳石墨粉填充PC/ABS復(fù)合材料 北京化工大學(xué)[35]將導(dǎo)電填料鍍鎳CF (NiCF)和鍍鎳石墨粉填充到PC/ABS共混物中,制備一種填充型導(dǎo)電復(fù)合材料。隨著NiCF和鍍鎳石墨粉含量的增加,復(fù)合材料的體積電阻率降低;與鍍鎳石墨粉相比,NiCF對復(fù)合材料導(dǎo)電性的影響更顯著;PC/ABS/NiCF/鍍鎳石墨粉復(fù)合材料存在滲濾效應(yīng),NiCF質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%~15%時,材料的體積電阻率急劇下降,導(dǎo)電性能迅速提高;復(fù)合材料顆粒長度為10 mm左右時,材料的導(dǎo)電性能最佳。
有機剛性粒子增韌改性PC/PET共混物 天津科技大學(xué)[36]研究了有機剛性粒子PS等對PC/聚對苯二甲酸乙二酯(PET)共混物形態(tài)和力學(xué)性能的影響,比較了有機剛性粒子增韌PC/PET共混物和PE-g-MAH增容后的PC/PET共混物再增韌效果。結(jié)果表明,有機剛性粒子對PC/PET共混物有明顯的增韌、增強作用;PE-g-MAH增容后的PC/ PET共混物再增韌,其韌性顯著提高。
高抗沖高模量PC復(fù)合材料 東莞奧能工程塑料有限公司[37]以α-磷酸鋯(α-ZrP)為剛性研磨介質(zhì),超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)為抗沖改性劑,PC作為基體材料,通過母粒法(兩步熔融共混法)制備了高抗沖高模量PC復(fù)合材料。當(dāng)PE-UHMW含量為8份、α-ZrP含量為2份時,復(fù)合材料的沖擊強度、彎曲彈性模量達(dá)到最大值。α-ZrP的加入還使復(fù)合材料的其它力學(xué)性能得到了一定程度改善。
含S雙酚A型PC 中國科學(xué)院成都有機化學(xué)研究所[38]采用熔融酯交換法,以雙酚S(BPS)及4,4′-二羥基二苯硫醚、雙酚A(BPA)、碳酸二苯酯(DPC)為原料合成主鏈含S的PC。結(jié)果顯示,乙酸鈉的催化效果較好,采用碳酸鈉、甲醇鈉、氫氧化鈉為催化劑時,其催化效果與乙酸鈉相差不大,催化劑與BPA反應(yīng)生成的鈉鹽可能真正起催化作用,其中以碳酸鈉為催化劑時所得PC的透明性最好。當(dāng)BPS,BPA與DPC的物質(zhì)的量之比為0.1∶0.9∶1.08時,得到數(shù)均分子量(Mn)為24 748、重均分子量(Mw)為50 033、多分散系數(shù)(PDΙ)為2.02的PC。與BPS相比,4,4′-二羥基二苯硫醚的反應(yīng)活性較好,當(dāng)其加入量較多甚至全部取代BPA時,仍能得到分子量較高的PC。
PC反射片母粒 廣州科苑新型材料有限公司[39]選用PC、無機反射粒子及分散劑等,通過熔融共混制備PC反射片母粒。研究發(fā)現(xiàn),兩親性分散劑B的分散效果最好。隨著無機反射粒子折射率的增加,所得PC反射片母粒的反射率逐漸增大,其中以添加折射率最高的金紅石型鈦白粉2233的反射率最高。在PC反射片母粒中,鈦白粉的平均粒徑在可見光半波長范圍內(nèi)時反射率最高,以添加平均粒徑為0.2~0.3 μm的金紅石型鈦白粉2233的反射率最高。
PC/ASA合金 青島科技大學(xué)[40]用雙螺桿擠出機制備PC/丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯塑料(ASA)合金,研究了牌號為GPM400AB和GPM400AH的增容劑ABS-g-MAH對合金力學(xué)性能的影響,發(fā)現(xiàn)兩種增容劑用量均為5份時,合金的綜合力學(xué)性能最好,MAH接枝率較高的增容劑GPM400AB對合金的增容效果優(yōu)于GPM400AH。將PC /ASA/GPM400AB/PMMA質(zhì)量比定為70/30/5/5,通過熔融共混制備了PC/ASA/PMMA合金,研究了碳納米管(CNTs)對合金性能的影響。結(jié)果表明,當(dāng)CNTs用量為1份時,合金的綜合力學(xué)性能最好,當(dāng)CNTs用量為4份時,合金的體積電阻率由未加CNTs時的4×1014Ω·cm降到7×109Ω·cm左右。
膨化石墨填充PC/ABS共混物 福州大學(xué)[41]以膨化石墨(EG)作為導(dǎo)電填充物,加入增容劑,采用熔融共混方法制備了PC/ABS共混物。結(jié)果表明,EG經(jīng)過研磨、超聲破碎后顆粒更小,在基體中分布得更均勻,與基體的相容性更好。EG對PC/ABS共混物的導(dǎo)電能力、拉伸強度、沖擊強度的提升更加明顯,添加了EG的PC/ABS共混物的熱穩(wěn)定性得到了較大提升。
PC/PET合金 貴陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院[42]利用熔融共混法制備了PC/PET合金。在PC/PET合金中添加增容劑可以提高其力學(xué)性能,添加磷酸三苯酯(TPP)可以有效抑制PC /PET的酯交換反應(yīng);當(dāng)增容劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%,PC/PET/ TPP質(zhì)量比為70/30/0.5時,合金的綜合性能最佳。
1.4POM
共聚POM 天津工業(yè)大學(xué)[43]以共聚POM為原料,以硅橡膠和納米硫化丁苯橡膠為增韌劑制備改性POM。納米硫化丁苯橡膠用量為1份時,改性POM的性能最好,其拉伸強度為53.20 MPa,基本不變;而沖擊強度為12.22 kJ/m2,提高30%以上;增韌劑可以使POM的球晶得到細(xì)化。
POM/PUR-T/改性納米ZnO復(fù)合材料 天津科技大學(xué)[44]采用機械共混法和納米ZnO表面偶聯(lián)劑改性技術(shù),制備了POM/熱塑性聚氨酯(PUR-T)/改性納米ZnO復(fù)合材料。研究發(fā)現(xiàn),改性納米ZnO在體系中起到一定的異相成核作用,促進(jìn)了POM的結(jié)晶,并使其球晶細(xì)化;當(dāng)改性納米ZnO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%時,復(fù)合材料具有最佳綜合力學(xué)性能。
POM/PUR-T/nano-CaCO3復(fù)合材料 河南大學(xué)等[45]采用雙螺桿熔融共混的方法,以4種不同的混合順序,制備了POM/PUR-T/nano-CaCO3復(fù)合材料。4%的nano-CaCO3與PUR-T預(yù)先混合制成母粒再與POM共混得到復(fù)合材料,POM晶粒發(fā)生明顯細(xì)化,缺口沖擊強度高達(dá)12.5 kJ/m2,沖擊性能較為優(yōu)異。
1.5飽和聚酯
酸和醇改性可降解PET 四川大學(xué)[46]采用熔融縮聚法,以對苯二甲酸二甲酯(DMT),1,6-己二酸(AA),1,6-己二醇(HG)和乙二醇(EG)為原料,將結(jié)構(gòu)相近的AA和HG分別引入PET,合成了可降解聚對苯二甲酸乙二醇-co-己二酸乙二醇酯(PEAT)和聚對苯二甲酸乙二醇-co-對苯二甲酸己二醇酯(PHET),對比相似結(jié)構(gòu)酸和醇對PET性能影響差別。研究結(jié)果表明,成功地合成了PEAT與PHET,且其為無規(guī)共聚物。AA和HG的加入,使聚酯的熔點和熱分解溫度有所降低,而且與PET相比,可降解性能明顯提高。對比PEAT和PHET可知,PHET的熱穩(wěn)定性略優(yōu),可降解性略差。
阻燃增強PBT 遼寧大學(xué)[47]以聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)為研究對象,自制了兩種不同接枝率的官能化乙烯類彈性體增韌劑KT-22A和KT-27A,對阻燃增強PBT進(jìn)行了增韌改性研究,并與進(jìn)口的同類型增韌劑AX-8900的增韌效果進(jìn)行對比。結(jié)果表明,KT-27A增韌改性的聚丙烯酸五溴芐酯阻燃增強PBT綜合性能最佳,且無毒無害對環(huán)境友好,具有較為廣闊的市場空間。
PBT/PP/POE-g-GMA共混體系 福建師范大學(xué)[48]以乙烯-辛烯共聚物(POE)接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA) (POE-g-GMA)為增容劑,采用轉(zhuǎn)矩流變儀制備PBT /聚丙烯(PP)共混體系。結(jié)果表明,在PBT/PP共混體系中引入POE-g-GMA后,共混體系中分散相的粒徑減小,兩相界面模糊;體系中出現(xiàn)了具有更長松弛時間的新的大分子鏈,使體系黏度隨之增大,最終形成了“類凝膠網(wǎng)絡(luò)”結(jié)構(gòu)。
功能化納米SiO2改性PBT復(fù)合材料 西華大學(xué)[49]用硬脂酸(SA)對納米SiO2粒子表面進(jìn)行功能化包覆,采用熔融共混技術(shù)制備了納米SiO2改性PBT復(fù)合材料。經(jīng)功能化改性的納米SiO2粒子有效地提高了PBT基復(fù)合材料的拉伸、沖擊性能和熱穩(wěn)定性;納米SiO2的加入沒有改變PBT的晶型結(jié)構(gòu),加快了復(fù)合材料的結(jié)晶速率。
4種增韌劑增韌PBT 南通日之升高分子新材料科技有限公司[50]研究了不同增韌劑對PBT沖擊強度與流動性的影響,分別選用POE-g-GMA(簡稱SOG-02),乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA)接枝GMA (EMA-co-GMA),EMA-co-GMA與EMA互配母粒和乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(EBA)接枝GMA (EBA-co-GMA)進(jìn)行對比試驗。添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的4種增韌劑后,PBT的沖擊強度均明顯提高,SOG-02增韌PBT的流動性最好。三次擠出造粒以后,SOG-02增韌PBT的沖擊強度幾乎沒有下降,流動性變好,互配母粒與SOG-02的變化趨勢相同,而EBA-co-GMA和EMA-co-GMA的流動性明顯下降。
PET/nano-MgO復(fù)合材料 陜西理工學(xué)院等[51]通過熔融共混法制備了PET/納米氧化鎂(nano-MgO)復(fù)合材料。nano-MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%時復(fù)合材料的缺口沖擊強度比純PET高15%;nano-MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%時復(fù)合材料的拉伸強度比純PET高8%,且此時,復(fù)合材料的結(jié)晶半峰寬為7.7℃,比純PET低15%,熔點為252.4℃,比純PET高4.1℃;nanp-MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%時,復(fù)合材料屏蔽紫外線的截止波長為300 nm,比純PET高11%。
基于磷-氮協(xié)同阻燃體系的抗靜電PBT材料 常州大學(xué)[52]采用PBT作為基體樹脂、質(zhì)量比為2∶1的二乙基次磷酸鋁(AlPi)和三聚氰胺次磷酸鹽(MPP)作為協(xié)效阻燃劑、炭黑(CB)作為抗靜電填料,制備了阻燃抗靜電PBT材料。結(jié)果表明,復(fù)合材料的阻燃級別達(dá)到UL 94 V-0級,LOΙ為31%;CB的閾值為12質(zhì)量份,CB加入量為20份時材料體積電阻率達(dá)到1×104Ω·cm;復(fù)配阻燃劑和CB對材料的熱穩(wěn)定性有一定程度的改善,復(fù)合材料燃燒后表面形成多孔連續(xù)的炭層,獲得了優(yōu)良的阻燃效果。
PET/HΙMCP復(fù)合材料 東華大學(xué)[53]將含氮雜環(huán)化合物咪唑引入六氯環(huán)三磷腈(HCCP)中得到一種新型磷腈類阻燃劑--六(4-咪唑亞甲基苯氧基)環(huán)三磷腈(HΙMCP),將其與PET復(fù)合,得到PET/HΙMCP復(fù)合材料。結(jié)果表明,當(dāng)HΙMCP質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%時,PET/HΙMCP復(fù)合材料的LOΙ達(dá)到最大值(33.3%);PET/HΙMCP復(fù)合材料的阻燃等級均能達(dá)到UL 94 V-0級。
次磷酸鋁/磷腈衍生物協(xié)效阻燃PBT 東北林業(yè)大學(xué)[54]將次磷酸鋁(AHP)與六對醛基苯氧基環(huán)三磷腈(HAPCP)復(fù)配后添加到PBT中制備阻燃PBT材料。當(dāng)AHP質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18%時,PBT阻燃等級達(dá)到UL 94 V-0,LOΙ為23.8%。將AHP與HAPCP以15∶1復(fù)配后用于PBT的阻燃,當(dāng)復(fù)合阻燃劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16%時,PBT材料達(dá)到UL 94 V-0級,LOΙ達(dá)到了25.3%,表明HAPCP與AHP對PBT具有很好的協(xié)效阻燃作用。阻燃劑AHP和HAPCP的加入使PBT材料的起始熱分解溫度由336℃降至324℃,但材料在700℃的殘?zhí)柯视?.7%提高到15.9%,表明阻燃劑的加入促進(jìn)了材料提前降解成炭,阻止了基體材料的進(jìn)一步降解和燃燒,從而提高了材料的阻燃性能。
超韌阻燃PBT材料 上海日之升新技術(shù)發(fā)展有限公司[55]以超韌阻燃PBT為研究對象,探討了彈性體乙烯-丙烯酸丁酯-GMA共聚物(PTW)增韌體系、POE-g-GMA增韌體系以及核殼聚合物甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)/PC復(fù)合增韌體系等對PBT材料力學(xué)性能與阻燃性能的影響,同時探討了十溴二苯乙烷與溴化環(huán)氧兩種阻燃劑對PBT材料阻燃性能、力學(xué)性能以及產(chǎn)品色相等方面的影響。結(jié)果表明,MBS/PC復(fù)合增韌體系增韌效果最好,材料拉伸強度與彎曲強度保持率最高,同時對材料的阻燃性能的影響也最小;溴化環(huán)氧阻燃的材料彎曲強度更高,拉伸強度與缺口沖擊強度保持率更好,同時產(chǎn)品色相白度更高,但其阻燃效率相對略低。
MPO改性PTT共聚酯 沈陽工業(yè)大學(xué)[56]采用直接酯化熔融縮聚法合成了一系列不同含量的2-甲基-1,3-丙二醇(MPO)改性的共聚酯。結(jié)果表明,MPO的加入使聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)熔點和結(jié)晶溫度降低,加入物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為20%的MPO可以使PTT熔點由原來的226.64℃降至201.78℃,加入物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為10%的MPO可以使PTT結(jié)晶溫度由原來的159.01℃降至137.50℃,同時使半結(jié)晶時間(t1/2)增大;隨降溫速率的提高,各樣品的結(jié)晶溫度向低溫方向移動,放熱峰由窄變寬,t1/2變??;不同降溫速率下,改性共聚酯的結(jié)晶速率常數(shù)(Zc)比純PTT的Zc減小。
PBS/CaCO3可降解復(fù)合材料 中國地質(zhì)大學(xué)[57]以生物降解塑料聚丁二酸丁二醇酯(PBS)為基材,以表面改性的CaCO3為填料制備出具有較好注塑性能的PBS/ CaCO3可降解高填充復(fù)合材料。研究結(jié)果表明,改性劑的復(fù)配技術(shù)可以將復(fù)合材料的拉伸強度從30.39 MPa提高至42.12 MPa,復(fù)合材料的拉伸彈性模量也從1 417 MPa提高至1 614 MPa,分別提高了38.6%和14.0%。通過對PBS/ CaCO3復(fù)合材料的結(jié)晶性能研究發(fā)現(xiàn),CaCO3在PBS中有一定的成核作用,在一定范圍內(nèi)隨著CaCO3添加量的增加,能夠促進(jìn)PBS的成核結(jié)晶,明顯提高結(jié)晶速度、結(jié)晶溫度和結(jié)晶度,減小球晶尺寸,提高復(fù)合材料的拉伸強度。
1.6PPE
PPE/PP合金 上海日之升新技術(shù)發(fā)展有限公司[58]研究了聚苯醚(PPE)/PP不同配比、增容劑種類、增容劑用量以及增韌劑用量對PPE/PP合金力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,PS接枝低密度聚乙烯可以有效地改善PPE/PP合金的相容性,且當(dāng)增容劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%,增韌劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%,PPE/PP質(zhì)量比為40/60時,該合金材料可獲得好的綜合性能,可與國外同類材料相媲美。
PPE/PS/石墨共混物 常州大學(xué)[59]以天然鱗片石墨為原料,用化學(xué)氧化法制備可膨脹石墨,再經(jīng)高溫膨脹后制備納米石墨微片。將納米石墨微片、球形石墨以及天然鱗片石墨分別與PPE/PS共混物進(jìn)行共混得到復(fù)合材料,發(fā)現(xiàn)添加納米石墨微片的復(fù)合材料耐蠕變性能優(yōu)于添加球形石墨、天然鱗片石墨和未添加石墨的,其在50℃,6 MPa,2 500 s的蠕變應(yīng)變比PPE/PS共混物降低了45.2%。
2.1PPS
PPS/PEEK共混物 西北工業(yè)大學(xué)[60]以超臨界CO2為物理發(fā)泡劑通過固態(tài)間歇發(fā)泡法制備了不同共混比例的PPS/PEEK微孔材料。共混使PPS相和PEEK相的結(jié)晶度增大,共混物中的氣體飽和濃度隨著PEEK組分含量的增加而增大。與純PPS和PEEK相比,共混物中形成致密的多級泡孔結(jié)構(gòu)。飽和壓力越大則微孔材料的泡孔密度越大,且泡孔尺寸越小。微孔發(fā)泡使PPS/PEEK共混物的沖擊強度增大,介電常數(shù)和儲能模量降低。
聚甲基乙烯基硅氧烷增韌PPS 西南科技大學(xué)[61]通過熔融共混制備了PPS/無苯基聚甲基乙烯基硅氧烷(NPMVS)及PPS/單苯基聚甲基乙烯基硅氧烷(SPMVS)共混材料。當(dāng)兩種聚硅氧烷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%時,PPS/ NPMVS和PPS/SPMVS共混材料的斷裂伸長率相對于PPS基體分別提高了3.9倍和2.4倍;當(dāng)NPMVS質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%時,PPS/NPMVS共混材料的沖擊強度相對于PPS基體提高了1.8倍,當(dāng)SPMVS質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%時,PPS/ SPMVS共混材料的沖擊強度相對于PPS基體提高了1.4倍。
2.2氟塑料
流化床換熱用PTFE/SiO2固體顆粒 河北工業(yè)大學(xué)[62]在聚四氟乙烯(PTFE)粉末中添加不同含量的SiO2,對其進(jìn)行填充改性,采用糊膏擠出方式,制備不同SiO2含量的復(fù)合型PTFE/SiO2惰性固體顆粒,發(fā)現(xiàn)在PTFE中添加SiO2能顯著提高PTFE的密度和硬度,降低PTFE的摩擦系數(shù)和磨痕寬度。在SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%時,將制成的復(fù)合固體顆粒應(yīng)用于循環(huán)流化床換熱器中,能夠使其膜傳熱系數(shù)相比添加純PTFE顆粒的增加4.7%,強化傳熱效果最好;適宜加入流化床換熱器的復(fù)合固體顆粒體積分?jǐn)?shù)為4%。
聚苯酯改性PTFE復(fù)合材料 上海材料研究所[63]通過添加聚苯酯對PTFE材料進(jìn)行改性。填充聚苯酯后,復(fù)合材料的拉伸性能下降,壓縮性能、硬度升高,對鋁合金和陽極氧化鋁合金的摩擦磨損性能均有所改善,且復(fù)合材料與陽極氧化鋁合金的摩擦磨損性能優(yōu)于其對鋁合金的摩擦磨損性能。
膨化PTFE材料 西北工業(yè)大學(xué)[64]通過在PTFE中添加成孔劑制備了具有微孔結(jié)構(gòu)的膨化PTFE材料,研究了成孔劑處理對FTFE壓縮回復(fù)性能的影響。結(jié)果表明,隨著成孔劑處理量的增加,膨化PTFE的密度減小,孔隙率增大,肖氏硬度減?。怀煽讋┓N類不同,膨化PTFE的壓縮回復(fù)性能也不同。用KCl作成孔劑且其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45%時,材料壓縮率為89.30%,回復(fù)率為82.12%,回復(fù)率最大。
PVDF/FG/CF高導(dǎo)熱復(fù)合材料 華東理工大學(xué)[65]以聚偏氟乙烯(PVDF)樹脂為基體,天然鱗片石墨(FG),CF為填料,采用熔融共混法制備了PVDF/FG/CF復(fù)合導(dǎo)熱材料,并研究了FG,CF含量及其改性對復(fù)合材料導(dǎo)熱性能和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,復(fù)合材料的熱導(dǎo)率隨FG含量的增加而增大,力學(xué)性能隨著FG含量的增加而降低;CF的加入提高了復(fù)合材料的力學(xué)性能,但熱導(dǎo)率略有降低;對CF進(jìn)行表面氧化處理可使復(fù)合材料的熱導(dǎo)率以及力學(xué)性能有所提高。當(dāng)CF質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%,F(xiàn)G質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%時,復(fù)合材料的熱導(dǎo)率為11.4 W/(m·K),拉伸強度為48 MPa,斷裂伸長率為11%。
2.3PEEK
PEEK/Cu/SCF導(dǎo)熱復(fù)合材料 大連工業(yè)大學(xué)[66]以微米級Cu粉和短CF (SCF)作為復(fù)配導(dǎo)熱填料,利用模壓成型方法制備了PEEK/Cu/SCF導(dǎo)熱復(fù)合材料。結(jié)果表明,微米級Cu粉和SCF作為導(dǎo)熱填料可以起到協(xié)同作用,顯著改善了PEEK的導(dǎo)熱性能;當(dāng)Cu粉用量為10%時,隨著SCF用量的增加,復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)明顯提高,熔融溫度降低,結(jié)晶度減??;SCF用量為20%時,復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)為0.832 W/(m·K),表面電阻率為1×108Ω。
PEEK/EG復(fù)合材料 西南石油大學(xué)[67]以膨脹石墨(EG)負(fù)載對苯二酚和4,4′-二氟二苯甲酮單體,采用原位親核縮聚法制備了PEEK/EG復(fù)合材料。結(jié)果表明,EG質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%時,其在基體中分散效果良好,此時復(fù)合材料初始分解溫度提高10℃,磨損率為4.00×10-6mm2/(N·m),遠(yuǎn)低于純PEEK的15.80×10-6mm2/(N·m)。
2.4PΙ
基于異構(gòu)三苯二醚二酐的熱塑性共聚PΙ 中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所[68]以2,2′,3,3′-三苯二醚四甲酸二酐(3,3′-HQDPA),3,3′,4,4′-三苯二醚四甲酸二酐(4,4′-HQDPA)為二酐單體,鄰苯二甲酸酐為封端劑,與4,4′-二氨基二苯醚(4,4′-ODA)進(jìn)行無規(guī)共聚,制得共聚PΙ。結(jié)果表明,聚合物均具有良好的熱穩(wěn)定性,熱分解5%的溫度在空氣中為500~521℃,在氮氣中為507~538℃;隨著3,3′-HQDPA含量的增加,Tg由223℃升高至257℃,深解性也逐漸提高??梢酝ㄟ^調(diào)控異構(gòu)二酐的比例來調(diào)控共PΙ的Tg、深解性和熔體流動性,滿足材料在不同應(yīng)用上的要求,當(dāng)二酐的比例為1∶1時,共PΙ的熔體流動性最好,可作為高性能、易加工的熱塑性工程塑料使用。
次磷酸鋁/三聚氰胺氰尿酸鹽阻燃PUR-T 東北林業(yè)大學(xué)[69]將次磷酸鋁(AHP)和MCA復(fù)配后添加到PUR-T中制備阻燃PUR-T材料。當(dāng)AHP與MCA的質(zhì)量比為1∶2,阻燃劑的總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11%時,阻燃PUR-T材料能通過垂直燃燒UL 94 V-0級,LOΙ達(dá)到了25.2%。阻燃劑AHP/ MCA的加入對PUR-T的起始熱分解溫度沒有影響,但能提高材料在高溫時的熱穩(wěn)定性,同時提高材料的成炭性能。
硅橡膠協(xié)效阻燃熱塑性聚烯烴彈性體復(fù)合材料 大連海洋大學(xué)[70]采用熔融法制備了一種阻燃、抗滴落熱塑性聚烯烴彈性體(TPO)復(fù)合材料。結(jié)果表明,當(dāng)硅橡膠/Mg(OH)2質(zhì)量比為20/80時,復(fù)合材料的LOΙ提高到31.6%,且熔融滴落現(xiàn)象明顯改善;硅橡膠的加入,使TPO/硅橡膠/ Mg(OH)2復(fù)合材料的分解溫度有所提高,熱穩(wěn)定性和抵抗熱分解能力增強。拉伸應(yīng)力-應(yīng)變行為研究表明,硅橡膠/Mg(OH)2質(zhì)量比為20/80時,復(fù)合材料的拉伸強度達(dá)到2.81 MPa,斷裂伸長率達(dá)到343.3%。
導(dǎo)電聚苯胺/鋇鐵氧體復(fù)合材料 中北大學(xué)[71]對采用檸檬酸深膠-凝膠法和共沉淀法兩種方法制備的鋇鐵氧體粒子進(jìn)行了對比,采用原位聚合的方法合成了聚苯胺/鋇鐵氧體復(fù)合材料。結(jié)果顯示,檸檬酸深膠-凝膠法所制得的產(chǎn)物主要為鋇鐵氧體,純度較高。鋇鐵氧體結(jié)構(gòu)主要為M型六角晶系片狀結(jié)構(gòu),平均粒徑在20~60 μm。電磁測試結(jié)果顯示,隨著時間從3 h延長到5 h,鋇鐵氧體比飽和磁化強度從36.9 emu/g增加到44.9 emu/g,矯頑力也從5 198.0 Oe增加到5 339.1 Oe;聚苯胺/鋇鐵氧體復(fù)合材料的電阻率隨鋇鐵氧體含量的增加呈上升趨勢。
磷-氮阻燃劑與酚醛成炭劑復(fù)配阻燃TPEE 華東理工大學(xué)[72]采用線型酚醛樹脂與磷-氮阻燃劑制備了無鹵阻燃熱塑性聚醚酯彈性體(TPEE)。研究表明,酚醛樹脂引入可以有效地抑制熔滴,提升材料的高溫殘留量,有助于形成致密炭層,提升體系的阻燃性能。
有機硅/蒙脫土復(fù)合改性聚氨酯彈性體 中國科學(xué)院廣州化學(xué)研究所[73]先將聚醚三元醇N330與OMMT研磨,制得N330/OMMT復(fù)合物,再將其與有機硅改性PUR的預(yù)聚體混合,以二甲硫基甲苯二胺(DMTDA)為固化劑,制備了有機硅/OMMT復(fù)合改性PUR彈性體。有機硅和OMMT共同改性PUR后,其耐熱性比有機硅單一改性PUR有所提高,并在OMMT質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%時提高最大;在OMMT質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%時,有機硅/OMMT復(fù)合改性PUR彈性體的Tg明顯升高。復(fù)合改性材料的拉伸強度、斷裂伸長率和硬度在OMMT質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%時達(dá)到最大值。
一種新型PUR-T 太原工業(yè)學(xué)院[74]以聚己二酸二乙二醇酯(PDEA)為軟段,MDΙ和對苯二酚雙(2-羥乙基)醚(HQEE)為硬段,采用預(yù)聚體法制備了硬段質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為30%,35%和40%的新型PUR-T,對PUR-T的力學(xué)性能、結(jié)晶性能以及動態(tài)流變性能進(jìn)行研究。結(jié)果表明,PUR-T的硬度、拉伸強度和100%定伸應(yīng)力都隨著 PUR-T中硬段含量的增加而提高,斷裂伸長率則逐漸減小;不同硬段含量PUR-T均為無定形狀態(tài);PUR-T熔體的復(fù)數(shù)黏度均隨著角頻率的增加而減小,且復(fù)數(shù)黏度隨著硬段含量的增加而增大;PUR-T的儲能模量均隨著溫度的升高而降低,且隨硬段含量的增加而增大。
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Advances in Engineering Thermoplastics of China in 2015
Dai Fang, Lyu Zhaosheng, Wang Jinli, Luan Weitao
(CNGC Ιnstitute53, Jinan 250031, China)
Advances in engineering thermoplastics of China were summarized in accordance with the literature issued publicly at home in 2015. Researching advances in performance modification of common engineering thermoplastics such as ABS,PA,PC,POM,polyesters,poly(phenylene ether) and so on,as well as special engineering plastics such as PPS,PEEK,fluoroplastic,PΙ and so on were introduced emphatically.
engineering plastics;thermoplastic; modification;blend;advance
TQ322.3
A
1001-3539(2016)03-0125-10
10.3969/j.issn.1001-3539.2016.03.025
聯(lián)系人:代芳
2016-02-10