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气凝胶/纤维复合材料的热学和力学性能以及界面相容性的研究进展

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材料工程 2023年第11期51卷 1-13页

作者：付宇王洋蔡明上海工程技术大学航空运输学院上海201620

气凝胶/纤维复合材料因具有高孔隙率、低体积密度、高比表面积、低热导率等优点,在航空航天、国防军工、环境治理、生物医药等领域展现出广泛的应用前景。本文综述了气凝胶/纤维复合材料的热学和力学性能以及界面相容性,介绍了传热机制... 详细信息

气凝胶/纤维复合材料因具有高孔隙率、低体积密度、高比表面积、低热导率等优点,在航空航天、国防军工、环境治理、生物医药等领域展现出广泛的应用前景。本文综述了气凝胶/纤维复合材料的热学和力学性能以及界面相容性,介绍了传热机制,力学性能增强机制以及界面相容性黏合机制,考虑到不同纤维的体积分数和纤维的多尺度即不同纤维直径(长径比)和纤维之间的孔隙直径,总结了不同纤维嵌入对复合材料最终性能的影响。最后,针对气凝胶/纤维复合材料的耐热性、改善力学性能以及材料界面结合等提出未来的研究方向。

关键词：气凝胶/纤维热学性能力学性能界面相容性

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三维分级复合固态电解质用于增强全固态锂金属电池界面相容性

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Science China Materials 2023年第2期66卷 522-530页

作者：吴梦君宋江平朱欣欣詹慧田甜王锐雷家珩唐浩林 State Key Laboratory of Advanced Technology for Materials Synthesis and Processing Wuhan University of TechnologyWuhan 430070China Department of Chemistry School of ChemistryChemical Engineering and Life SciencesWuhan University of TechnologyWuhan 430070China Foshan Xianhu Laboratory of the Advanced Energy Science and Technology Guangdong Laboratory Xianhu Hydrogen ValleyFoshan 528200China

复合固体电解质结合了聚合物固体电解质和无机固态电解质的优势,被认为是用于高能量密度全固态锂金属电池最有前景的电解质.但是,电极/电解质界面相容性差以及填料团聚阻碍了复合固态电解质的实用化进程.为解决上述问题,本文利用硅烷偶... 详细信息

复合固体电解质结合了聚合物固体电解质和无机固态电解质的优势,被认为是用于高能量密度全固态锂金属电池最有前景的电解质.但是,电极/电解质界面相容性差以及填料团聚阻碍了复合固态电解质的实用化进程.为解决上述问题,本文利用硅烷偶联剂(KH570)修饰Li_(6.4)La_(3)Zr_(2)Al_(0.2)O_(12)(KH@LLZO),通过原位聚合得到三维分级结构复合固态电解质.电解质中填料(KH@LLZO)含量高(80 wt%)的一侧提供刚性的屏障来抑制锂枝晶的生长;填料含量低(8 wt%)的一侧具有最优的离子电导率,赋予电池体系高效的锂离子传输.得益于电解质独特的分级结构,采用该电解质组装得到的对称锂电池具有0.9 mA cm^(-2)的临界电流密度,并且在0.3 mA h cm^(-2)的面容量下稳定循环超过600 h.组装的Li|LiFePO_(4)电池也展现了长循环稳定性(0.5 C电流密度下循环200圈,容量保持率为91.6%).此外,组装得到的软包电池表现出优异的柔韧性和安全性.本研究提出的采用表面修饰填料(KH@LLZO)构筑得到的分级结构复合固态电解质,为开发无枝晶、高性能全固态锂金属电池开辟了一条新途径.

关键词：固态电解质临界电流密度聚合物固体电解质分级结构离子电导率锂电池界面相容性复合固体电解质

硅烷改性胶原纤维/聚氯乙烯复合材料的界面相容性及其高弹抗蠕变性研究

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复合材料学报 2024年第6期41卷 2923-2934页

作者：雷超许维星曾运航石碧四川大学制革清洁技术国家工程实验室成都610065 四川大学轻工科学与工程学院成都610065

胶原纤维(CF)的三维多层级结构具有对聚氯乙烯(PVC)进行高弹抗蠕变改性的天然优势,但亲水性的CF难以与疏水性的PVC有效相容,这限制了CF对PVC的改性效果。本文用氨基硅烷偶联剂(APTES)制备得到改性CF(M-CF),并用场发射扫描电子显微镜、... 详细信息

胶原纤维(CF)的三维多层级结构具有对聚氯乙烯(PVC)进行高弹抗蠕变改性的天然优势,但亲水性的CF难以与疏水性的PVC有效相容,这限制了CF对PVC的改性效果。本文用氨基硅烷偶联剂(APTES)制备得到改性CF(M-CF),并用场发射扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪和动态热机械分析仪等研究了M-CF的结构转变规律及M-CF/PVC的结构、蠕变行为和断裂行为。结果表明:APTES能在提高CF疏水性的同时,与PVC分子链形成离子键和共价键,从而显著改善CF与PVC的界面相容性。此外,APTES改性能充分打开M-CF的三维多层级结构,使PVC更好地渗入M-CF相区,并形成更多的作用位点。由此,PVC分子链的运动受到了明显抑制,M-CF/PVC的形变活化能较纯PVC提高了30.7%,蠕变寿命延长至纯PVC的80.5倍和CF/PVC的2.3倍,且可回复形变(11.50%)增至传统改性PVC的1.4倍以上。综上,CF与PVC相容性的提升使M-CF/PVC表现出了理想的高弹抗蠕变性。

关键词：胶原纤维硅烷聚氯乙烯抗蠕变性回弹性界面相容性

MAH改性方法对淀粉/聚乳酸界面相容性的影响

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材料导报 2017年第16期31卷 41-45页

作者：左迎峰吴义强顾继友佘佳荣郭鑫江萍中南林业科技大学材料科学与工程学院长沙410004 东北林业大学生物质材料科学与技术教育部重点实验室哈尔滨150040

以玉米淀粉和聚乳酸(PLA)为原料,马来酸酐(MAH)为改性剂,通过熔融挤出法制备淀粉/PLA复合材料。研究了MAH分别作为增容剂和淀粉酯化剂这两种改性方法对淀粉/PLA相容性的影响,并对复合材料的熔融加工性能、力学性能和耐水性能进行了测试... 详细信息

以玉米淀粉和聚乳酸(PLA)为原料,马来酸酐(MAH)为改性剂,通过熔融挤出法制备淀粉/PLA复合材料。研究了MAH分别作为增容剂和淀粉酯化剂这两种改性方法对淀粉/PLA相容性的影响,并对复合材料的熔融加工性能、力学性能和耐水性能进行了测试。X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和热重分析(TGA)结果都证明,MAH与原淀粉先进行干法酯化改性再与PLA复配制得酯化淀粉/PLA复合材料,比MAH作为增容剂直接添加制得原淀粉/MAH/PLA复合材料具有更好的界面相容性。受界面相容性提高程度的影响,酯化淀粉/PLA复合材料的熔融加工性能、拉伸强度、弯曲强度、断裂伸长率和耐水性能都优于原淀粉/MAH/PLA复合材料。

关键词：干法酯化淀粉马来酸酐聚乳酸界面相容性

MIL-53填充PEBA混合基质膜界面相容性的分子模拟

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膜科学与技术 2022年第4期42卷 22-32页

作者：李申辉毛恒徐李昊石英贤赵之平北京理工大学化学与化工学院北京102488

混合基质与高分子间界面相容性的优劣,是决定混合基质膜分离性能的关键因素之一.现有实验手段,无法在分子水平空间尺度下可视化表征混合基质与高分子间的界面相互作用.因此,本研究采用分子动力学的手段,首先模拟了不同相对分子质量聚醚... 详细信息

混合基质与高分子间界面相容性的优劣,是决定混合基质膜分离性能的关键因素之一.现有实验手段,无法在分子水平空间尺度下可视化表征混合基质与高分子间的界面相互作用.因此,本研究采用分子动力学的手段,首先模拟了不同相对分子质量聚醚嵌段聚酰胺(PEBA)基质的结构性质,如密度、XRD等,并与文献的相关数据进行比较,结果显示计算值与实验值接近,表明了力场参数的合理性.随后,计算了PEBA基质的分子模型在良溶剂糠醛及不良溶剂水中的溶胀,计算结果与实验结果具有一致性,说明了模型和方法的合理性.进而,模拟计算了PEBA基质与金属有机框架MIL-53的界面相容性.结果表明,不同孔尺寸的MIL-53与PEBA接触时,通过无机-有机界面的可视化分析,得知PEBA与宽孔MIL-53及窄孔MIL-53皆不会形成界面缺陷,表明两者具有良好的界面相容性.此外,宽孔MIL-53与PEBA接触时,PEBA分子链会进入MIL-53的孔道中;而窄孔的MIL-53与PEBA接触时,PEBA仅停留在MIL-53表面而无法进入MIL-53的孔道中,提示MIL-53的呼吸效应会影响混合基质膜的分离性能.

关键词：混合基质膜界面相容性分子动力学 MIL-53 PEBA

正弦脉动流场对PP/EPDM共混物界面相容性的影响

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工程塑料应用 2004年第6期32卷 21-23页

作者：瞿金平俞国华曹贤武刘国强何光健华南理工大学聚合物新型成型装备国家工程研究中心广州510640

使用自行设计的恒速型毛细管动态流变仪进行PP/EPDM共混物的动态挤出 ,通过DSC测试共混物的熔点 ,运用Huggins参数对界面状况进行表征。发现共混物的相容性与正弦脉动流场的频率、振幅呈现一定的响应规律。正弦脉动流场促进了大分子链... 详细信息

使用自行设计的恒速型毛细管动态流变仪进行PP/EPDM共混物的动态挤出 ,通过DSC测试共混物的熔点 ,运用Huggins参数对界面状况进行表征。发现共混物的相容性与正弦脉动流场的频率、振幅呈现一定的响应规律。正弦脉动流场促进了大分子链段之间的穿插运动 ,使得分散相分布更为均匀。

关键词：正弦脉动流场 PP EPDM 界面相容性穿插运动增容作用聚丙烯聚合物共混物

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聚乳酸/纳米纤维素界面相容性的研究进展

塑料工业 2016年第11期44卷 20-22,63页

作者：冯刚王华峰张朝阁江平浙江工业职业技术学院浙江绍兴312000 舟山职业技术学校浙江舟山316000

聚乳酸/纳米纤维素复合材料可生物降解,但其界面相容性差,影响机械性能。介绍了改善聚乳酸/纳米纤维素复合材料界面相容性的方法及研究进展,并阐述了聚乳酸/纳米纤维素前景与发展方向。

关键词：聚乳酸纳米纤维素界面相容性

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木塑复合材料界面相容性的研究进展

塑料工业 2016年第2期44卷 8-12页

作者：黄丽婕周雷王晓彤刘明蔡园园陈杰广西大学轻工与食品工程学院广西南宁530004

植物纤维与塑料基体间的界面相容性是木塑复合材料研究的一大重点,本文从化学,物理和助剂三方面综述了增强木塑复合材料界面相容性的方法。最后指出了木塑复合材料发展中的问题并对前景做出了展望。

关键词：木塑复合材料界面相容性化学法物理法辅助试剂

增容剂对CL/HDPE共混材料界面相容性的影响

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塑料工业 2021年第4期49卷 123-128页

作者：殷怡琳邸明伟东北林业大学材料科学与工程学院黑龙江哈尔滨150040

为充分利用木质素可再生资源,以木质素磺酸钙(CL)和高密度聚乙烯(HDPE)为原料,通过挤出成型法制备了CL/HDPE共混材料。通过扫描电子显徵镜(SEM)、示差扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TG)、万能力学试验机、动态机械分析仪(DMA)等多种表征... 详细信息

为充分利用木质素可再生资源,以木质素磺酸钙(CL)和高密度聚乙烯(HDPE)为原料,通过挤出成型法制备了CL/HDPE共混材料。通过扫描电子显徵镜(SEM)、示差扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TG)、万能力学试验机、动态机械分析仪(DMA)等多种表征手段,系统研究了马来酸酐接枝聚乙烯(MAH-g-PE)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)和乙烯-甲基丙烯酸钠共聚物(Surlyn8920)等不同增容剂对CL/HDPE共混材料界面相容性、热性能、静态和动态力学性能的影响。结果表明,增容剂的加入改善了CL/HDPE共混材料的相容性,提高了共混材料的性能。四种增容剂中,以Surlyn8920对CL/HDPE共混材料的相容性改善效果最优。相比于纯HDPE和未添加增容剂的CL/HDPE共混材料,添加5 phr Surlyn8920的CL/HDPE共混材料的拉伸强度分别提高了22.3%和8.4%,最大失重速率温度分别提高了11.7、4.7℃。力学性能与热稳定性能的改善源于Surlyn 8920增容剂与CL之间形成的离子键和氢键作用,这也为利用木质素磺酸盐改性聚合物,提高木质素磺酸盐的附加值提供了新思路。

关键词：木质素磺酸钙高密度聚乙烯共混界面相容性增容剂