钛酸钾晶须表面改性及增强环氧树脂研究

采用表面包覆法对钛酸钾晶须(PTW)进行包硅处理,并用硅烷偶联剂KH550和KH560对包硅后的PTW进行表面改性,利用扫描电子显微镜和X射线荧光光谱对PTW进行分析。制备了环氧树脂(EP)/PTW复合材料,考察了改性方法、晶须含量、偶联剂种类等对复合材料拉伸强度、弯曲强度的影响。结果表明,KH560改性后的PTW能够较好地分散于EP中,对拉伸强度能够起到增强作用,当PTW用量为5份时,复合材料拉伸强度达到最大值45.33 MPa,断裂伸长率为3.19%,弯曲强度为171.41 MPa。     

聚氨酯/KH560改性非离子型水性环氧固化剂的制备与性能

用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚乙二醇(PEG-6000)、环氧树脂E-51为原料合成聚氨酯型反应性乳化剂(PURE),将PURE与环氧树脂E-44混合后与γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)改性的单封端四乙烯五胺反应,制备了非离子型水性环氧固化剂。考察了PURE和KH560含量对固化物柔韧性及耐热性的影响。结果表明,当PURE质量分数为15%、KH560摩尔分数为6%时,固化剂稳定性良好,环氧树脂固化膜的综合性能最佳,冲击强度为19.35 k J/m2,拉伸强度为38.7 MPa,吸水率为2.85%,热失重5%和50%的温度分别为207℃和372℃。     

有机硅硼改性环氧树脂胶粘剂的研制

以环氧树脂(EP)和有机硅硼改性EP预聚物为主体材料,研制出一种可室温固化、高温使用且固化压力仅为接触压力的胶粘剂。并通过SEM、热重分析法和力学性能测试等手段对该胶粘剂的性能进行了研究。实验结果表明,有机硅硼改性EP预聚物与纯EP相容性很好,有机硅硼的加入明显提高了EP的韧性、耐热性和力学性能(尤其是高温时的剪切强度);当m(EP)∶m(有机硅硼改性EP预聚物)=100∶40时,剪切强度为14.84 MPa(20℃)和4.88 MPa(100℃),与未改性前相比,高温时的强度损失率由改性前的81.0%降低至67.1%;该胶粘剂可在100℃时长期使用,短期可耐150℃的高温。     

硅烷偶联剂改性酚醛树脂的合成

以硅烷偶联剂KH560作为改性剂,采用化学合成方法合成了KH560改性酚醛树脂。通过傅里叶变换红外光谱、热重分析以及力学性能测试研究了硅烷偶联剂KH560对酚醛树脂热性能和力学性能的影响。结果表明:当w(KH560)为2.5%时,改性酚醛树脂在318℃时开始分解,树脂质量损失约为17.0%,耐热性能较好;与改性前相比,改性酚醛树脂的拉伸强度提高了32.9 MPa,冲击强度提高了4.03 kJ/m~2,力学性能得到了改善。     

有机硅改性提高环氧树脂韧性和耐热性的研究

用聚甲基三乙氧基硅烷(PTS)通过物理和化学改性两种方法,成功制备了一系列有机硅改性环氧树脂。通过对化学改性产物的红外光谱、环氧值和相对分子质量及分布的测定,表明有机硅已成功引入环氧树脂。对两种改性方法所得固化物的玻璃化转变温度(Tg)、拉伸强度及断裂伸长率、热稳定性、微观结构进行了分析测定,探讨了改性方法、有机硅含量等对材料性能的影响。结果表明,化学改性环氧树脂产物具有更为优良的性能,双酚A型环氧树脂E-44(简写EP)通过PTS化学反应改性,当m(EP)∶m(PTS)=100∶10时,其固化物拉伸强度达58.36 MPa,断裂伸长率达11.65%,Tg达169.82℃,50%的质量热损失温度达到487℃;比未改性的纯环氧树脂分别提高了9.42 MPa,4.91%,17.29℃,39℃。     

端羧基超支化聚酯改性环氧树脂固化体系研究

利用丁二酸酐对端羟基超支化聚酯(AHBP)的端基进行改性,得到新的端羧基超支化聚酯(CHBP),并将其用于环氧树脂体系的增韧。研究了CHBP用量、羧基含量对环氧树脂/甲基四氢苯酐(EP/MeTHPA)固化体系的力学性能和热性能的影响。结果表明,改性后分子末端全部带羧基的CHBP的增韧作用最好,冲击强度可达18.5kJ/m2。CHBP质量分数为15%时,固化物的冲击强度可达18.2 kJ/m2,拉伸强度64.86 MPa,玻璃化温度(Tg)从100℃提高到106℃左右,可满足增韧环氧树脂的同时不降低其耐热性的要求。     

共改性煤粉增强丁苯橡胶的硫化、力学和热稳定性能研究

将硅烷偶联剂KH⁃560和硫化促进剂CZ共改性煤粉（Coal）作为增强填料加入到丁苯橡胶（SBR）中制备改性SBR/ Coal复合材料,通过设置不同的共改性Coal的添加量,寻找KH⁃560、CZ共改性Coal增强丁苯橡胶的最佳实验配比。结果表明,KH⁃560的最佳添加量为Coal质量的5 %,此时SBR/ Coal⁃KH560复合材料的力学性能最佳; KH⁃560和CZ改性Coal可以明显减少Coal团聚现象,在丁苯橡胶中均匀分散。当Coal⁃KH560⁃CZ添加量为40 %时,与纯SBR相比,拉伸强度由1.66 MPa升高至2.9 MPa,断裂伸长率由295 %升高至390 %,撕裂强度由7.1 N/mm增加至11.6 N/mm,复合材料的力学性能和热稳定性能得到改善,加工性能也得到较大提升。     

铅酸蓄电池用密封胶的配比对性能的影响

以改性环氧树脂(EP)与改性芳香胺固化剂为原料制备铅酸蓄电池极柱灌封用密封胶,着重研究了改性EP与固化剂的配比对胶粘剂性能的影响。实验结果表明,改性EP与固化剂配比对胶粘剂的初步固化时间、热变形温度、剪切强度和拉伸强度的影响显著;3种配比的胶粘剂耐酸碱性能均较好;当m(改性EP)∶m(固化剂)=100∶50时胶粘剂的综合性能最优,其初步固化时间为6 h、热变形温度为97℃、拉伸强度为72 MPa、剪切强度为3.56 MPa且对ABS的粘接达到材料破坏的程度。该胶粘剂室温固化具有一定的适用期,并具有良好的粘接性能、耐久性能和耐酸性能,可以满足蓄电池极柱灌封和粘接的技术要求。     

高绝缘低介电常数型CTPB改性环氧树脂研究

采用弱极性端羧基聚丁二烯(CTPB)改性环氧树脂(EP),通过红外光谱(FTIR)、动态力学分析(DMA)、力学性能、扫描电子显微镜(SEM)及阻抗分析等研究了CTPB对EP改性效果。研究表明:EP端环氧基团与CTPB羧基发生化学反应,强化了二者相容性;均匀分散于EP基体中的CTPB微粒在固化时和EP产生相分离,呈两相结构。随着CTPB含量的增加,固化后改性EP储能模量和力学强度降低,力学损耗增大,断裂伸长率及冲击强度显著提高,20份CTPB改性EP的综合力学性能较好。和纯EP相比,改性EP绝缘电阻和击穿电压升高,介电常数和损耗因子下降。     

羟基化结合硅烷偶联剂改性对光固化Si3N4膏料性能的影响

采用羟基化结合硅烷偶联剂(KH560)对氮化硅(Si₃N₄)粉体进行表面功能化改性,配制出高固含量、高固化深度的Si₃N₄膏料,并基于立体光固化(SL)工艺制备了高强度的Si₃N₄复杂结构件。结果表明:Si₃N₄表面的KH560改善了粉体与树脂的相容性,降低了Si₃N₄膏料的粘度;同时,KH560的环氧基团(—CH(O)CH₂)与环氧树脂(EA)通过化学键等方式相结合,形成了EA核壳结构,降低了树脂与陶瓷颗粒之间的折射率差,从而提高了Si₃N₄膏料的固化深度。表面羟基化处理后Si₃N₄表面吸附了更多的KH560,从而进一步降低了Si₃N₄膏料的粘度,提高了Si₃N₄膏料的固化深度。最终,用羟基化和KH560改性后的Si₃N₄粉体配制出的Si₃N₄膏料固含量达到50%(体积分数),固化深度达到64 μm。烧结后Si₃N₄试样致密度为83%,断裂韧性为(4.38±0.45) MPa·m^1/2,抗弯强度达到(407.95±10.50) MPa。     

阻燃环氧树脂胶黏剂的研制

采用以KH-560硅烷偶联剂包覆三聚氰胺多聚磷酸酯（MPP）为阻燃剂,以环氧树脂E-44为基体,制备阻燃环氧树脂胶黏剂。通过对所制得胶黏剂进行剪切强度测试、热失重测试以及阻燃性能测试,研究了包覆阻燃剂对环氧树脂胶黏剂力学性能、热稳定性和阻燃性能的影响。结果表明,采用包覆处理MPP为阻燃剂制备的阻燃环氧树脂胶黏剂综合性能较好,其剪切强度为19．9MPa,氧指数为31．2。最佳配方为100份环氧树脂、30份阻燃剂、30份固化剂、温度为70℃。     

中温固化单组分EP结构胶的研究

利用超细微双氰胺固化剂与自制脲促进剂制成了单组分环氧树脂(EP)结构胶。研究结果表明:当w(促进剂)=1%、w(固化剂)=6%时,该EP结构胶可中温固化(125℃固化1 h),其室温储存期超过180 d;该EP结构胶经质量分数为20%的聚酰胺酰亚胺(PAI)增韧后,其T型剥离强度(1.30 kN/m)提高了8倍左右,25、150℃时的拉伸剪切强度为36.8、6.7 MPa,热分解温度大于300℃,说明其具有一定的耐温性能。     

端氨基聚脲增韧固化环氧树脂胶粘剂的研究

为了提高环氧树脂(EP)胶粘剂的韧性,利用过量的异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)与氨基聚醚进行反应,然后进一步与二乙烯三胺反应合成了二乙烯三胺封端的端氨基聚脲;并以此作为EP的固化剂和增韧剂,制备了高断裂伸长率的EP胶粘剂。实验结果表明,当m(EP)∶m(端氨基聚脲)∶m(三乙烯四胺)=58.8∶39.2∶2.0时,制得的EP胶粘剂的室温拉伸强度为16.2 MPa,断裂伸长率为56%;50℃时的拉伸强度为9.7 MPa,断裂伸长率为35%;该EP胶粘剂在50℃×16 h或25℃×50 h条件下可以完全固化。     

高剪切高剥离强度单组分环氧树脂结构胶的研制

利用红外光谱确认了环氧树脂(EP)与端羧基丁腈橡胶(CTBN)的预聚反应机理是-COOH与环氧基进行酯化反应生成-OH基团,其最佳反应条件是70℃、3 h。在该预聚物中加入固化剂、促进剂及其他助剂,可制备出一种糊状EP结构胶;将该结构胶用于不锈钢的粘接时,其室温粘接强度为57 MPa,100℃剪切强度为34.5 MPa,150℃剪切强度为12 MPa,室温90°剥离强度为17 N/mm;该结构胶具有良好的耐环境老化性能,可以在-40～150℃范围内使用。     

适用于低温固化的低黏度高强度环氧树脂结构胶

以碳酸丙烯酯(PC)为活性稀释剂、自制增韧型421固化剂/快固型DETA(二乙烯三胺)固化剂作为复合固化剂,制备环氧树脂(EP)结构胶。研究结果表明:当m(EP)∶m(PC)∶m(421)∶m(DETA)=100∶20∶24∶6.0时,EP结构胶的初始黏度(60 mPa.s)相对较低,其强度和韧性俱佳(拉伸强度为45 MPa、压缩强度为70 MPa和钢/钢剪切强度为12.0 MPa);该EP结构胶可低温固化(5℃或常温固化7 d后的拉伸强度基本一致),也是一款适用于冬季施工的低黏度高强度EP结构胶。     

高温固化环氧树脂胶粘剂的研究

以酚醛环氧树脂(F-51)、不同种类的固化剂和填料等为主要原料,配制不同的EP(环氧树脂)双组分复合材料修补用胶粘剂。采用单因素试验法优选出制备EP胶粘剂的较佳工艺条件。结果表明:当m(F-51)∶m(固化剂PA651)=100∶55、m(气相白炭黑)∶m(高岭土)=15∶80时,制成的EP双组分胶粘剂可在较高温度(室温/1 d→170℃/1 h)条件下固化,其剪切强度为13.8 MPa、压缩强度为85.1 MPa和压缩模量为5.7 GPa,并且其凝胶时间较长、流动性控制性较好、耐介质浸泡性和操作方便性俱佳,完全满足复合材料修补用胶粘剂的使用要求。     

高性能双组分室温固化环氧胶的研制

以环氧E-51、增韧剂R-1000、偶联剂KH-560、聚酰胺651、酚醛胺和促进剂DMP-30为原料,制备了一种高粘接性能、双组分室温固化环氧胶。研究了DMP-30的用量对环氧胶适用期的影响;R-1000、KH-560的用量和A、B组分配比对环氧胶粘接性能的影响。结果表明,m₍聚酰胺+酚醛胺/m_DMP-30=100/12时,环氧胶的适用期为40～45min;m_E-51/m_R-1000=100/16、m_E-51/m_KH-560=100/2,m_A/m_B=3.0/1.0时,环氧胶的粘接性能最佳。     

高性能丙烯酸酯结构胶的研制

以氯磺化聚乙烯为弹性体，用环氧丙烯酸酯预聚体改性，使胶粘剂固化形成半互穿网络，提高了丙烯酸酯胶粘剂的耐热、耐水等综合性能。本文就弹性体、环氧丙烯酸酯预聚体、引发剂和硅烷偶联剂进行了系统的研究。所研制的胶粘剂综合性能优异，其室温拉伸剪切强度为24．2MPa，120℃为16．3MPa，90℃水中浸泡96h后仍高达201MPa。     

聚氨酯改性室温固化环氧结构胶粘剂的研究

采用聚氨酯预聚体改性环氧树脂,制备了高性能室温固化环氧结构胶粘剂,研究了聚氨酯预聚体加入量对环氧结构胶剪切强度、冲击强度和拉伸强度等指标的影响,利用扫描电镜(SEM)对环氧胶固化物的冲击断裂面进行了分析。结果表明,聚氨酯预聚体的加入可显著提高环氧胶粘剂的韧性。采用NCO质量分数为3.86%的甲苯二异氰酸酯/聚醚多元醇预聚体(TDI/N220)改性环氧树脂,加入量为20 g/(100 g环氧树脂)时,环氧结构胶粘剂的综合性能最佳,剪切强度为20.8 MPa,冲击强度为44.2 kJ/m2,拉伸强度为17.4 MPa。