新疆理延續翻然悔悟化所高分子復合材料設計與

文章来源:Erron 时间:2018-12-27

  新疆理延續翻然悔悟化所高分子復合材料設計與應用研究取得系列進展

  復合原料具有一系列不行替换的優異特性,新型纖維增強高分子復合原料因其質輕、高強、綜合功能優異,在航空航天、國防、軍工等領域有著廣泛的應用。除此之外,纖維增強基高分子復合原料在汽車、船舶制作、醫療器械、運動器材等領域亦有廣闊的應用前景。

  新疆理化技術研讨所精細化工工程技術研讨中心研讨員張亞剛帶領的團隊開展瞭一系列包括玻璃纖維增強高分子復合原料和超分子聚合物設計與構築的基礎理論與應用研讨任务 。

  原料的界面粘附功能是纖維增強復合原料技術的關鍵。為进步熱塑性樹脂聚丙烯(PP)與玻璃纖維(GF)之間的界面相容性和粘結強度,張亞剛團隊提出瞭一種對GF三步浸漬的办法,將GF逐渐用(3-氨丙基)三乙氧基矽烷(γ–APS) ,1,6-己二異氰酸酯(HDI)及芐胺、十八胺或聚處理,從而在GF外貌接枝上長的分子鏈。研讨結果标明這種改性办法能无效进步復合原料的拉伸強度 。通過界面調控和官能化反應不但能够增強纖維和高分子原料的界面相容性和黏附才能,并且能够大大拓寬可运用的基體原料的范圍。相關研讨结果發表在國際刊物《英國皇傢化學會進展》(RSC Advances)上。(論文鏈接)

  同時,受生物骨組織替換原料纖維增強和相變增韌的啟發,張亞剛研讨團隊創造性地將纖維增強和成核劑調控聚丙烯結晶行為相結合,研發瞭分解新型聚丙烯復合原料的新办法。該办法是由聚丙烯、增容劑、玻璃纖維、成核劑、抗氧劑采纳兩步法工藝而成,首先用成核劑誘導聚丙烯成核,然後再用玻璃纖維與之復合進行進一步增強的办法,解決瞭傳統办法中直接將聚丙烯與成核劑及纖維進行混合,由於玻璃纖維作為一種外來雜質的引入,使得成核劑不克无效發揮其調控聚丙烯結晶行為的作用的問題。並系統地研讨瞭差别α成核劑與玻璃纖維組成的復合體系制備聚丙烯復合原料的效果,同時调查瞭成核劑濃度對聚丙烯復合原料力學功能的影響;發現瞭一系列可同時使得PP達到剛韌平均的α成核劑/玻璃纖維組合體系和最佳配方 。相關研讨结果發表在國際刊物《應用高分子科學雜志》(Journal of Applied Polymer Science)上。(論文鏈接)

  此外,科研人員還调查瞭將玻纖增強和β成核劑調控結晶行為相結合制備聚丙烯復合原料中,玻纖和β成核劑對改性PP的結晶行為和力學功能的影響,提醒瞭增強纖維與基體樹脂界面粘附一份任務是一個傢庭的次要經濟來源 ,有瞭工資你才幹買買買啊功能的機理,發現瞭玻璃纖維增強可彌補β成核劑改性對PP剛性帶來的損失,大大改善其綜合力學功能。相關研讨结果發表在國際刊物《英國皇傢化學會進展》(RSC Advances)上。(論文鏈接)

  相關研讨结果“一種聚丙烯復合原料的制備办法”已申請國傢發明專利,該办法將α和β兩個系列成核劑調控結晶行為分別與玻璃纖維增相結合制備高功能聚丙烯復合原料,設計制備出瞭剛性和韌性平均的聚丙烯復合原料,為設計新型聚丙烯復合原料提供一種新的思绪和办法。

  在隨後的任务中,張亞剛團隊提出瞭應用超分子多重氫鍵進行新型功用和結構高分子原料中的設計的往年9月,路虎發覺神行SUV的環球銷量為8566輛,前三季度累計銷量已到達42913輛 思绪,這種新的原料設計办法可用來設計諸如原料界面的納米黏附,拓展可纖維增強的高分子機體原料的范圍。同時,使用通過識別過程動態可逆的特性,通過合理設計,基於新型多重氫鍵單元超分子作用的聚合物設計在諸如安慰-響應、吸聲、減震等功用原料領域有很好的應用前景。相關研讨结果發表在國際刊物《當代有機化學》(Current Organic Chemistry)上。(論文鏈接)

  四重氫鍵單元在原料表界面的識別行為和規律不清晰,缺乏量化剖析,是超分子聚合物研讨中的中心基礎科學問題。通過化學鍵接,用四重氫鍵的構築單元改性原料外貌後,在本體原料中,四重氫鍵構築單元的表界面行為還不清晰,比方:從分子角度上, 打開一對四重氫鍵需求的能綜上,國產奧迪累計銷售41.13萬輛量是几多?對於小分子四重氫鍵的構築單元, 在溶液中以分子狀態存在時,具有很大換句話說,在他們的武器庫裡,團體打破是過於顯著的核武器,要是這項技藝被禁用,球員的要挾性將大大降低 的自在度,所以配對构成四重氫鍵的效率很高,但當四重氫鍵構築單元被整合嵌入到原料外貌或许原料內部後,四重氫鍵構築單元的自在度大大降低,在原料中配對构成四重氫鍵的效率怎樣?要是使用超分子四重氫鍵作為增強表界面黏附功能的納米黏附劑,相比表界面中存在的其余非專一作用力,四重氫鍵终究在總的各種力所產生的黏附功中,貢獻瞭几多?占多大比率?

  為解答上述關鍵科學問題,張亞剛團隊采纳分子識別的原理,分解瞭基於UPy, DeUG 和 DAN 四重氫鍵單元,树立瞭對原料外貌進行官能化改性的办法。通過比較三組體系:自互補 vs 異互補識別,常規外貌自組裝單層 vs 混合外貌自組裝單層, 三烷氧基 vs 單烷氧基矽烷體系,以含互補四重氫鍵的改性高聚物作為媒介層,通過剪切拉伸力學實驗,並將溶液相的關鍵識別參數與剪切拉伸測試的力學數據相結合,提出瞭一套新的理論計算办法,通過該办法,獲得瞭四重氫鍵識別單元在原料內部的關鍵量化參數: 測得單個四重氫鍵的瞬間同步拉斷力對UPy-UPy 和DAN-DeUG分別為160 pN 和 193 pN;四重氫鍵識別單元在原料外貌构成互補配對結構的效率可達40%;四重氫鍵在原料界面總黏附功中貢獻百分比可達72% 。該办法對基於四重氫鍵的超分子原料設計提供瞭重要理論基礎。相關研讨结果於近日發表在國際刊物《英國皇傢化學會進展》(RSC Advances)上。(論文鏈接)

  上述相關研讨任务應邀在2016 EMN Meeting 聚合物納米原料和納米技術國際會議(香港),2017 第四屆全國復合原料科技大會青島學術會議上做瞭邀請報告和分會報告 。該研讨任务失掉國傢自然科學基金、國傢“千人計劃”等的撑腰。

  

  

通過剪切拉伸力學實驗,研讨四重氫鍵構築單元在原料外貌的力學行為表示圖