检索结果-南通市图书馆

作者：高彬湖北大学

学位级别：硕士

本文主要研究具有复合增容界面的聚合物合金体系分散相与基体相的黏度比对其形态结构的影响。在马来酸酐官能化聚烯烃／尼龙6共混体系中,我们加入少量马来酸酐官能化低分子量聚丁二烯(PB-g-MAH),在不改变基体树脂黏度的情况下,得到具有... 详细信息

本文主要研究具有复合增容界面的聚合物合金体系分散相与基体相的黏度比对其形态结构的影响。在马来酸酐官能化聚烯烃／尼龙6共混体系中,我们加入少量马来酸酐官能化低分子量聚丁二烯(PB-g-MAH),在不改变基体树脂黏度的情况下,得到具有复合增容界面的增容体系：即在合金体系的界面处既有PP-g-MAH和/或PE-g-MAH中的马来酸酐与PA6分子链端胺基反应原位形成的具有大分子量主链的PP-g-PA6和PE-g-PA6接枝共聚物,也有PB-g-MAH中马来酸酐与PA6分子链端胺基反应形成的具有低分子量主链的PB-g-PA6接枝共聚物。在这种具有复合增容界面的合金体系中,带有大分子量主链的接枝共聚物有利于界面应力的传递,使PA6粒子破裂并均匀分散;存在于两相界面处的而带有低分子量主链的接枝共聚物,则有利于扩展PA6与聚烯烃两相界面的曲率半径,使混炼过程中被拉长的PA6相粒子寿命延长,从而得到具有一定长径比而非球形的分散相。本文主要研究在PB-g-MAH含量一定时,PA6分散相粒径(若是球形或椭球形)或长径比(若为非球形)与两相黏度比之间的关系。基体黏度的变化通过将低黏度的PP-g-MAH与高黏度的PE-g-MAH按比例掺混来实现。研究结果表明,当聚烯烃基体相中PB-g-MAH含量较大,达到10wt%时,由于低分子量主链的接枝共聚物含量过高,两相黏度比(P=η尼龙6/η寨烯烃)从最大的PA6/PP-g-MAH体系(P=5.2)到最小的PA6/PE-g-MAH体系(P=0.65),体系都无法得到具有规则球形形态的分散相粒子;而当PB-g-MAH含量为5wt%时,当两相黏度比P在2.0到5.2之间时,尼龙6相为规则的球形存在。分散相尼龙6的粒子尺寸随黏度比的降低而减小。当尼龙6含量为30wt%时,其粒子直径从0,85μm降低到约0.6μm。这是因为黏度比大于2时,相对较稀的聚烯烃基体相使得剪切应力在共混物熔体中的传递变得困难,而且基体相黏度越小(P越大),有效应力传递越差,反之则越强。因此,当P逐渐减小时,由于剪切应力的增强,粒子变形和破碎的趋势增强,粒子尺寸变小;而当黏度比较小(P在0.65到1.6之间)时,分散相粒径小到难以进一步破碎的程度,体系中出现许多被拉长的分散相尼龙6,其长径比随两相黏度比的降低而增加,当PA6含量为30wt%时,两相黏度比从1.6下降到0.65,PA6拉长相的长径比会从3.9减小到3.3,其横截面直径会从0.35μm下降到0.2μm,远小于黏度比较大时球形PA6粒子的直径。说明当黏度比降低时,基体树脂的黏度增加,应力的传递变得顺畅,PA6粒子尺寸已经小到难以继续破裂的程度,其粒子受到剪切拉伸的几率变大,且基体黏度越大,PA6粒子被拉伸的程度越大,因为界面处有低分子量的PB-g-PA6存在,拉长的PA6相能得以保持而不至于在混炼结束后迅速恢复成球形粒子。甲酸抽提实验显示,当尼龙6的粒子被拉长时,PA6的抽提量大于相应的具有球形分散相的合金体系,说明了当体系中拉长的分散相含量较高时,体系出现局部共连续的几率增加,导致部分位于样品内部的PA6被甲酸刻蚀掉。

关键词：共混黏度比相形态改性聚烯烃复合增容

高导热微纳米环氧树脂复合材料的制备与性能研究

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高导热微纳米环氧树脂复合材料的制备与性能研究

作者：胡洋湖北大学

学位级别：硕士

随着信息社会的高速发展,为了满足工业生产和社会生活需求,集成电路和电子设备向着小尺寸、高集成度、高储存度的方向发展。然而,高功率电子设备的发展也带来工作强度变大和工作温度升高的问题。过热的工作温度会损害电子设备的寿命、... 详细信息

随着信息社会的高速发展,为了满足工业生产和社会生活需求,集成电路和电子设备向着小尺寸、高集成度、高储存度的方向发展。然而,高功率电子设备的发展也带来工作强度变大和工作温度升高的问题。过热的工作温度会损害电子设备的寿命、存储密度、运行稳定性、运行可靠性,增加其失效的概率。为此,对集成电路电子设备进行有效的热管理成为保证其高工作性能的关键问题。而我们关注的电子封装材料在集成电路中主要起到提供电路支撑和保护以及散热绝缘的作用。其中热固性环氧树脂具有优异的粘接性、耐化学腐蚀性、力学性能、电气绝缘性和低热膨胀性,在聚合物电子封装材料中被广泛应用。但环氧树脂本身的热导率低,需要填充高热导率填料以满足电子封装材料的导热要求。然而,大比例的添加无机填料虽然增强导热性能,但同时会破坏环氧树脂的加工性能,难以满足封装工艺需求。为此,研发具有高导热、低粘度、优异力学性能以及电绝缘性能的多功能环氧树脂复合材料十分必要。本文设计和制备了以平均粒径为5μm球形氧化铝(S-AlO)为主填料,少量的银纳米线(AgNWs)为第二填料的微纳米填料体系来克服环氧树脂复合材料的导热性能和加工流动性能间的矛盾问题。采用多元醇法合成AgNWs,并利用溶液混合法分别制备了微米环氧树脂/S-AlO和微纳米环氧树脂/AgNWs/S-AlO导热复合材料。其中,AgNWs在复合材料中分散良好,能有效连接被环氧树脂分隔的S-AlO形成连续微纳米导热填料网络。环氧树脂/AgNWs/S-AlO复合材料的热导率比单一微米填料填充的环氧树脂/S-AlO复合材料高,最大热导率为1.602W/m·K。同时,引入AgNWs后,环氧树脂/AgNWs/S-AlO复合材料的黏度大于环氧树脂/S-AlO复合材料,但是并没有出现粘度的协同增加。而AgNWs的存在虽然会降低环氧树脂复合材料体积电阻率,但由于添加量较低,复合材料的最低体积电阻率为1.3×10Ω·cm,仍然具有良好的电绝缘性能。另外,合适比例的多尺度填料协同填充在提高环氧树脂复合材料的耐热性能、储存稳定性能,尺寸热稳定性能和力学性能方面具有优势。本研究表明,通过不同维度、尺寸和含量的导热填料的在树脂基体中的可控分布,有望得到导热性好、电阻率高、加工粘度低、热膨胀系数小的低成本环氧树脂电子封装材料。

关键词：微纳米复合材料导热流变银纳米线球形氧化铝

具有共连续相结构的PA12/LLDPE阻燃复合材料的制备及其性能研究

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具有共连续相结构的PA12/LLDPE阻燃复合材料的制备及其性能研究

作者：黄宏宇湖北大学

学位级别：硕士

对于共混体系的阻燃而言,阻燃剂在多相复合材料中的分散变得更加复杂。它们可以均匀地分散在基体中,也可以选择性地分散在一相中;同时在多相多组分体系中,形貌结构也是影响性能的关键因素。在之前的研究中对两相阻燃复合材料的结构与性... 详细信息

对于共混体系的阻燃而言,阻燃剂在多相复合材料中的分散变得更加复杂。它们可以均匀地分散在基体中,也可以选择性地分散在一相中;同时在多相多组分体系中,形貌结构也是影响性能的关键因素。在之前的研究中对两相阻燃复合材料的结构与性能进行了探究,证明了具有共连续结构的高分子合金阻燃性能要优于具有海岛结构的高分子合金。然而,之前的研究并未对共连续体系的阻燃合金进行更深入的探究。那么在共连续体系中是否存在阻燃剂添加量的一个临界值(保持连续结构不被改变)?在共连续结构体系中,阻燃剂的含量及分布情况对于材料整体阻燃性的影响是怎样的?是否能通过增强阻燃相的阻燃能力以及添加协效剂进而提升共连续合金整体的阻燃能力?为了回答上述问题,本论文通过高分子共连续合金的结构优势,利用阻燃相燃烧生成连续炭层来保护易燃相,通过改变加工顺序、填料含量、更换阻燃剂以及协效复配的方法,设计制备了不同阻燃相体系。探究填料含量、分散状态以及阻燃相的成炭保护作用对高分子共连续合金整体的阻燃性能影响。论文的主要研究内容和结果如下:(1)根据两步共混法制备得到了具有稳定共连续结构的PA12/LLDPE高分子合金:探究得到最佳配方为PA12/LLDPE/PE-g-MAH/PB-g-MAH的质量比=40/48/9/3;(2)通过母料法制备得到不同含量及不同分散情况的阻燃高分子共连续合金。考虑到阻燃剂的添加对尼龙相黏度的影响会影响两相共连续结构,阻燃剂的添加量不宜超过40 phr;(3)通过燃烧测试、TG分析以及炭层分析发现APP完全分布与PA12中共连续材料整体的阻燃性更好。在添加25 phr APP时(PA12/APP)/LLDPE的LOI值相比于PA12/(LLDPE/APP)提升了5.1%,且存在一定自熄能力。研究发现,APP在反应前期能与PA12形成磷酸酯中间体,促进了尼龙相的前期成炭,得到石墨化程度更高,排列更紧密有序的炭层保护层;(4)选针对APP体系的熔滴、自熄能力差等问题,选用初始分解温度更低且与PA12反应成炭更高的焦磷酸哌嗪(PAPP)作为主阻燃剂。在添加25 phr PAPP时(PA12/PAPP)/LLDPE的LOI值相比于(PA12/APP)/LLDPE提升了13.8%,且T的自熄时间减少了80 s;(5)对比PAPP/APP复配体系,以及成炭催化剂Ni(OH)作为协效剂体系对阻燃相以及共连续合金整体阻燃性能的影响,发现选用Ni(OH)为协效剂对共连续材料的自熄性能及成炭能力提升更高。当PAPP/APP质量比为25/1时与25 phr PAPP样品相比LOI值下降了15.1%并且开始产生熔滴;当添加1 phr Ni(OH)协效剂时与25 phr PAPP样品相比两次点燃总自熄时间减少了15 s。研究发现,阻燃相炭层石墨化程度高、炭层膨胀且排列致密才能发挥良好的成炭保护作用。

关键词：高分子共连续合金选择分散焦磷酸哌嗪阻燃性能成炭协效剂

几种典型结晶性高分子的熔融与结晶过程的原位红外与广义二维相关光谱的研究

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几种典型结晶性高分子的熔融与结晶过程的原位红外与广义二维相关...

作者：刘柳湖北大学

学位级别：硕士

广义二维相关光谱(Generalized Two-dimensional Correlation Spectroscopy)是一门新兴的光谱分析技术。然而,对其两大基本优势(提高光谱分辨能力及”序列顺序”规则判断事件变化先后顺序)原理的基础研究缺乏应有的重视。特别是将周期... 详细信息

广义二维相关光谱(Generalized Two-dimensional Correlation Spectroscopy)是一门新兴的光谱分析技术。然而,对其两大基本优势(提高光谱分辨能力及”序列顺序”规则判断事件变化先后顺序)原理的基础研究缺乏应有的重视。特别是将周期性的力学扰动二维红外相关光谱(2D-IR)中的概念及原理移植到广义2D-IR中时,使其在应用中出现不少问题。因此迫切需要找到问题的根源。本论文以几种典型的结晶性高分子为研究对象,结合原位红外光谱,探讨广义二维相关光谱在研究聚合物结晶、熔融过程中所存在的问题并提出可能的对策。此研究不仅对该光谱(分析)技术理论的完善以及方法学的改进有一定的促进作用,而且对正确认识高分子结晶、熔融过程中分子水平上的变化过程具有重要的科学意义。首先对聚偏氟乙烯树脂(PVDF)在环己酮溶剂中的结晶行为进行了研究。采用广义二维相关光谱技术分析PVDF结晶过程时,发现广义二维相关光谱分辨出的一些新吸收峰并非是真实的,且实验数据的微小差异能使异步相关峰的正负号发生变化。此外,依据广义二维相关光谱的“序列顺序”规则得到的PVDF结晶过程中峰强度变化的先后顺序也与实际不符。原位红外测试结果表明,在结晶诱导期期间,PVDF的分子链已经开始做有序调整。另一方面,证实了聚偏氟乙烯(PVDF)分子链与环己酮分子间存在弱氢键作用及偶极-偶极相互作用。在等规聚苯乙烯(iPS)的熔融结晶体系中,当膜的吸光度大小不一样时,原位红外光谱结果均显示：所含单体单元数不一样的螺旋结构峰(1081,1051,921)强度的变化并不存在明显的局部先后顺序。而运用广义二维红外相关光谱中“序列顺序”法则判断螺旋构象峰的强度变化时却表现出先后顺序,且膜的厚度不一样时,给出的结论也不一致。通过结晶动力学的研究发现,样品膜的厚度对Avrami指数值可能有影响。原位红外分析发现高密度聚乙烯(HDPE)在加热过程中结晶峰强度的降低并未同时引起完全非晶态峰强度的升高。同时由“序列顺序”规则得出的非平面构象缺陷峰强度变化的先后顺序：1339>1363>1351cm-1,与原位红外分析结论不一致。

关键词：广义二维相关光谱结晶熔融结品性高分子

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耐盐型高吸水树脂的制备及其研究

耐盐型高吸水树脂的制备及其研究

作者：黄晓柳湖北大学

学位级别：硕士

本论文以过硫酸铵（APS）为引发剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）为交联剂,通过反相悬浮聚合法制备常规的丙烯酸-丙烯酰胺高吸水树脂,研究各因素对高吸水树脂吸水性能的影响,找出吸水性能最好的高吸水树脂的制备工艺。通过研究合成聚丙... 详细信息

本论文以过硫酸铵（APS）为引发剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）为交联剂,通过反相悬浮聚合法制备常规的丙烯酸-丙烯酰胺高吸水树脂,研究各因素对高吸水树脂吸水性能的影响,找出吸水性能最好的高吸水树脂的制备工艺。通过研究合成聚丙烯酸类高吸水树脂的反应条件,如中和度,水油比及单体浓度等,来研究反应条件与吸收性能间的对应关系,在引发剂为0.3wt%,交联剂为0.04wt%,中和度为75%时合成的高吸水树脂吸水能力最佳。吸自来水倍率和在0.9%NaCl溶液中的吸水倍率分别达到了538g/g和93g/g。为了提高高吸水树脂的耐盐性能本论文采用了下列方案： 1、通过引入季铵盐阳离子单体（2-甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵）,增加聚合物网络内部的离子浓度,从而增加网络内外的渗透压差,提高树脂在盐水中的吸水能力。 2、引入一种新的磺酸基阴离子表面活性单体（2-丙烯酰胺基辛烷基磺酸钠）通过多种亲水基团的协同作用,提高盐水中的吸水能力。当引发剂含量为0.2（丙烯酸和丙烯酰胺单体重）%,交联剂含量为0.02（丙烯酸和丙烯酰胺单体重）%,中和度为75%,加入NaAMC8S为0.5（丙烯酸和丙烯酰胺单体重）%时吸水树脂的吸水能力最佳。吸自来水的量为601g/g,吸0.9%NaCl水溶液的量为154g/g。采用红外光谱（IR）、热失重法（TGA）、差示扫描量热法（DSC）等方法对产物的内部结构、热性能进行了表征。

关键词：耐盐型高吸水树脂反相悬浮聚合互穿网络结构阴离子表面活性单体

PS/PA6体系共连续相态形成与增容剂SMA-g-PA6结构之间的关系研究

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PS/PA6体系共连续相态形成与增容剂SMA-g-PA6结构之间的关系研究

作者：于长江湖北大学

学位级别：硕士

具有共连续形态结构的聚合物合金可以将各个组分的优异性能结合起来,并且在制备多孔材料、自支撑支架材料以及控制药物释放等领域存在着广阔的应用前景。近几年中,随着无机纳米粒子,特别是最近研究异常火热的石墨烯,与聚合物复合材料研... 详细信息

具有共连续形态结构的聚合物合金可以将各个组分的优异性能结合起来,并且在制备多孔材料、自支撑支架材料以及控制药物释放等领域存在着广阔的应用前景。近几年中,随着无机纳米粒子,特别是最近研究异常火热的石墨烯,与聚合物复合材料研究的不断深入,研究人员开始探索通过制备共连续聚合物合金来得到具有极低渝渗值的高性能聚合物基纳米复合材料,比如:导电性能、导热性能以及阻燃性能和电磁干扰屏蔽性能等。因此,如何在不相容共混物合金体系中形成共连续形态有极大研究的价值。基于我们课题组先前提出的具有独创性的双增容剂增容理论(具有高分子量主链结构的增容剂有利于应力的传递,进而促使少数相被拉长形成纤维状结构,并增加这些被拉长的纤维状结构的稳定性;具有短分子主链结构的增容剂有利于在两均聚物相间形成曲率半径较大的界面,这有利于少数相在该界面上形成纤维状结构),在本论文中,我们以聚苯乙烯(PS)和尼龙6(PA6)的不相容体系为研究对象,同时采用两种苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)作为增容剂,这两种增容剂分别为具有高分子量(hSMA)和低分子量(lSMA)。固定lSMA的质均分子量为Mw=11,500g/mol,马来酸酐含量为16wt%,改变/hSMA的分子量和马酐含量。分别采用两种分子量和马酐含量的hSMA,分别是hSMA-1,质均分子量Mw = 250,000g//mol,马来酸酐含量为8wt%和hSMA-2,质均分子量Mw= ll0,000g/mol,马来酸酐含量为23wt%。重点研究了这两种hSMA在反应增容过程中原位形成的hSMA-g-PA6的结构对应力在PS/PA6合金体系中两相间传递的影响。特别是在PA6为多数相时,该体系中PA6主相的粘度较低,本来就不利于应力从PA6相传递到PS少数相,因此增加hSMA马来酸酐的含量会使得反应共混的过程中原位形成hSMA-g-PA6具有更多的PA6支链并延伸到PA6多数相中,这会极大的促进应力的传递进而促进共混物形成共连续形态。各种实验结果表明:当混合增容剂是高分子量主链结构的hSMA-1和低分子量主链结构的lSMA时,只有当PA6为少数相时共混物才能得到共连续形态;当混合增容剂是hSMA-2和lSMA时,无论PA6相作为少数相还是多数相,共混物都会得到完全共连续形态。我们实验中得到的共连续形态在240℃退火25min后只是有粗化的迹象但是仍然保持共连续形态。但是,无论通过何种方式得到的共连续形态始终是热力学不稳定状态,如果热处理足够长的时间或者长时间的共混后,共连续形态最终都会转变成海岛结构。我们通过改变共混时间来验证了这一点。分别将共混物共混1.5min、2.5min、4.0min、5.5min,通过SEM得到的微观形貌可以看出:只有共混2.5min制备的PS/PA6共混物才具有完美的共连续形态,进一步延长共混时间,共连续形态将会粗化甚至会转变成稳定的海岛结构。除此之外,我们研究了加工条件(密炼机转子转速、具有高分子量主链结构的hSMA的含量、共混物的组分比)对PS/PA6共混物微观形态的影响。众所周知,转速与共混物在加工过程中受到的剪切强度息息相关。我们将转速从80rpm逐步增加至150rpm,不同转速下制备的PS/PA6合金通过实验过程中扭矩的变化、选择性溶剂萃取实验以及扫描电子显微镜(SEM)观测结果可以确定:在转速为105rpm时,PS/PA6合金不再是海岛结构,而是少数相PA6被拉成纤维状的结构。随后,我们又将hSMA的含量从6.44wt%增加到16.1wt%,实验结果显示:在所有的hSMA含量范围内,PS/PA6合金中的PA6相都被拉成纤维状,而且随着hSMA的含量的增加,这种纤维状PA6的含量逐渐增加,但是相尺寸也有所增加,当其含量达到16.1wt%后,共混物得到了共连续形态,但是其少数相的尺寸相对较大,这可能是增容剂抑制少数相聚并的结果。另外,共混物的组分比对共混物的形态同样有很大的影响。我们将PS/PA6中PA6组分的含量从30wt%逐渐增大到70wt%,通过对共混物进行选择性溶剂萃取实验以及SEM观测可以确定:PS/PA6在组分比为60/40和50/50时,共混物会得到完美的共连续形态,但是对于不增容的PS/PA6体系在组分比为50/50时也会得到共连续形态。

关键词：原位形成的接枝共聚物结构加工条件共连续形态

低分子量马来酸酐化聚丁二烯橡胶改性聚丙烯的制备及其对尼龙6的增韧

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低分子量马来酸酐化聚丁二烯橡胶改性聚丙烯的制备及其对尼龙6的...

作者：谭天义湖北大学

学位级别：硕士

尼龙6是世界上广泛使用的工程塑料之一,其具有强韧、耐磨、耐冲击、耐疲劳、耐腐蚀等优异的特性。但是也存在低温和干态冲击性能差,吸水性大等弱点,限制了其进一步的应用。利用橡胶和弹性体对尼龙6进行增韧已经取得了很大的成功,但无法... 详细信息

尼龙6是世界上广泛使用的工程塑料之一,其具有强韧、耐磨、耐冲击、耐疲劳、耐腐蚀等优异的特性。但是也存在低温和干态冲击性能差,吸水性大等弱点,限制了其进一步的应用。利用橡胶和弹性体对尼龙6进行增韧已经取得了很大的成功,但无法解决成本较高且基体材料刚性损失过大这一难题。实践证明,具有硬核软壳结构核壳粒子在增韧半晶性高聚物时,可以有效提高橡胶的增韧效率,减少体系拉伸强度和模量的损失。 LDPE/PA6核壳增韧体系获得了卓越的冲击性能和较好的拉伸性能,但其刚性并不是很理想,这种结果与该核壳增韧体系中LDPE核的模量（＜0.4GPa）和屈服强度（-25MPa）较低有很大关系。文中采用模量和强度更高的PP代替LDPE为核,在PP上接枝不同含量的PB-g-MAH（MLPB）,在反应挤出过程中与PA6中形成了新类型的核/壳（PP/PB-g-MAH）橡胶增韧体系。实验结果表明含有双键的低分子量橡胶能够成功的接枝到聚丙烯分子主链上,通过透射电镜观察共混物内部形态结构发现,共混体系中形成了以聚丙烯为核,橡胶为壳的核—壳结构粒子。这种核壳粒子对尼龙6有良好的增韧效果。当PB-g-MAH含量为5%时,增韧体系缺口冲击强度可达480J/m,而模量和屈服强度分别为2.13GPa以及54MPa,相对纯尼龙6只有15%和13%的模量和屈服强度损失。通过对比LDPE/PA6和PP/PA6核壳增韧体系冲击断面和拉伸力学性能的分析证实了,相对LDPE/PA6体系而言,以模量和强度更高的PP为核的PP/PA6共混体系的刚性更好,而且在核壳粒子的增韧中作为壳层的橡胶的空穴化和纤维化是关键的步骤,其中橡胶的纤维化尤为重要,但由于PP核的高模量和屈服强度,PP/PA6体系中橡胶纤维的稳定性也因此降低,使得增韧体系的韧性下降,尽管如此,以PP为核的硬核／软壳的增韧体系（PP/PA6）仍是一种十分有效的方式,能使共混物获得更好的缺口冲击强度、拉伸屈服强度和弹性模量之间的平衡。

关键词：核壳增韧剂 PP PA6 PB-g-MAH