在同步旋转的双螺杆挤出机中制备了尼龙- 6与碳纳米管(CN T) 的复合物。透射电镜( TEM) 表明碳纳米管均匀地分散在尼龙中, 他们还分析了该复合物的导电性并与炭黑填充的尼龙复合物进行了比较, 发现碳管填充的尼龙- 6 的导电性在较低的填充率(4 %～6 %) 时就出现转折点, 与理论分析一致表明该转折点是由于在聚合物网络中出现的碳纳米管的穿流导电引起的。通过对该碳管复合物的拉伸测试发现,其杨氏模量提高了27 % ,而断裂伸长率却因其尼龙- 6 的脆化而明显下降。通过挤出机他们制备了该复合物与ABS 的共混物, 电镜显示共混物中碳纳米管只选择性地存在于尼龙- 6 相中, 形态上表现为高度无规律的连续分布。由于共混物中的导电填料分布被限制, 使其导电率的转折点出现在非常低的填充率(2 %～3 %) 。对这一发现,他们用倍穿流效应(Double percolation effect ) 进行了解释。而在拉伸测试和IZOD 缺口冲击试验中,碳纳米管填充的共混物表现出极好的机械性能。
含有氢氧化镁的天然纤维- 聚丙烯复合物的阻燃与机械性能( Polymer Degradation and St ability ,2004 , 83 (2) : 363～367)
对聚丙烯( PP) 、锯木屑/ 稻壳填充PP 复合物的阻燃性能及氢氧化镁对该种复合物的延燃效果用水平燃烧速率和氧指数测试的方法进行了研究, 同时考察了其他阻燃剂(如硼酸和硼酸锌) 与氢氧化镁复合使用的效果。结果表明,氢氧化镁可以有效降低该天然纤维填充的PP 的可燃性(约50 %) , 而与硼酸和硼酸锌共用时没有协同效应产生。阻燃剂的加入对该复合物的机械性能有一定的影响。
过量的填料包覆层对LDPE - 碳酸钙复合物的拉伸性能的影响( Polymer , 2004 , 45 (4) : 1177～1183)
碳酸钙往往用硬酯酸包覆降低其表面能以改进其在聚合物中的分散性能, 但商品化的产品往往被过包覆而含有过量的表面活性剂。研究发现,硬酯酸的加入能线性地提高LDPE 的杨氏模量、屈服应力,但降低其拉伸强度、屈服伸长和断裂伸长。瑞士学者因而研究了LDPE - CaCO3 复合物中过量的表面活性剂对其拉伸性能的影响, 他们制备了LDPE 分别与恰当包覆和过量包覆的填料的复合物, 并比较了其性能。结果表明,CaCO3 的加入增加了聚合物的硬度和屈服应力,但降低了其他所有的力学性能。过量包覆填料并没有导致填料和硬酯酸在聚合物中的作用线性相加, 事实上, 过量的表面活性剂放大了其在增强硬度上的效果, 但降低了复合物的其他机械性能。硬酯酸钙往往被用作酸中和剂、润滑剂和加工助剂, 与硬酯酸在聚合物中的效应相同, 但效果略差。研究工作得出的结论表明, 除非因某种特殊的应用需要因过量的表面活性剂所引起的性能, 在填料表面包覆恰当量的单分子层的有机物膜更加有利, 而在采用某些文献值时, 由于其填料上的包覆量往往没有提及,对其数据的采信也应特别小心。
二氧化硅增强的三嵌段共聚物凝胶( Polymer , 2004 ,45 (6) : 1857～1865)
研究了二氧化硅及聚合物包覆的二氧化硅粒子作为增强剂对聚苯乙烯- 聚乙烯/ 丁烯- 聚苯乙烯( PS - PEB - PS) 三嵌段共聚物的结构和机械性能的影响。为了评价凝胶与填料之间的相容性,使用了不同种类的化学改性的二氧化硅。他们用时间分辨小角中子散射(SANS) 和小角X 散射(SAXS) 方法发现, 二氧化硅粒子的存在会影响聚苯乙烯相在形成胶凝过程中的排列, 散射曲线上二氧化硅增强的凝胶在极低的散射角时即出现强的散射峰, 但没有得出有关结构和形态因素的信息。当把材料从粘弹态加热到粘流态时观察到一个典型的共聚物的散射曲线。由于增强剂的加入,所有的增强凝胶的强度均明显增加。而且当二氧化硅加入到该三嵌段共聚物凝胶中时, 其粘流温度和玻璃化转变温度均向高温方向移动。
尼龙- 66 和聚碳酸酯基树脂中碳质填料对其拉伸和冲击性能的协同效应( Polymer Composites , 2004 ,25 (2) : 172～185)
将导电填料加入到绝缘的聚合物中可以制得导电和导热树脂,其机械性能如拉伸模量、断裂强度、断裂伸、缺口冲击强度等也具有不容忽视的重要性。美国研究人员用注射成型的碳材料填充尼龙66 和聚碳酸酯树脂的拉伸和冲击性能进行了研究, 用到的碳质填料包括导电炭黑、人工合成石墨粒子和粉碎的沥青基碳纤维,对每一种聚合物均加入不同量的单一碳填料制成树脂进行了研究, 此外, 还就复合填料按2(3) 因子水平设计复合填入聚合物中进行了研究。研究的目的是用以确定每一种填料对树脂的拉伸和冲击性能的影响效果及其相互作用。结果表明,在多数情况下,两种或三种不同填料复合使树脂性能有统计学上95%的性能提高。
