关于《石墨烯/腰果酚改性酚醛树脂基碳纤维纸基复合材料制备及性能研究》一文中图4的更正说明

正我刊2018年第4期《石墨烯/腰果酚改性酚醛树脂基碳纤维纸基复合材料制备及性能研究》一文中第70页的图4有误,现予以更正(正确的图如下)。若因此给该文作者和读者们造成不便,我们表示歉意。     

酚醛树脂基耐磨复合材料的改性及性能

采用原位改性法合成腰果酚改性酚醛树脂,并与粒径不同的碳化硅(SiC)混合物复配制备了腰果酚改性酚醛树脂基耐磨复合材料。通过红外光谱证明成功合成了腰果酚改性酚醛树脂,且树脂符合磨具磨料用液体树脂的基本要求。扫描电镜SEM图及力学性能测试结果表明,与普通酚醛树脂相比,腰果酚改性酚醛树脂粘结Si C的能力更强,且偶联剂的加入能提高树脂与碳化硅之间的相容性。在腰果酚含量为15%时,固化剂含量为10%,偶联剂含量为2.5%时,改性酚醛树脂基复合材料的拉伸、弯曲等力学性均能达到最优。通过分析耐磨测试结果发现,二硫化钼的添加能有效降低复合材料的磨损率,提高腰果酚改性酚醛树脂基耐磨复合材料的耐磨性。     

碳纤维增强木质素基酚醛树脂复合材料的制备及其性能

采用碱催化酚化的方式增加木质素反应活性以替代苯酚,用于制备酚醛树脂及碳纤维增强木质素基酚醛树脂复合材料,探讨了碱催化酚化工艺条件对木质素结构的影响,表征了不同取代比的木质素基酚醛树脂的结构,以及碳纤维增强木质素基酚醛树脂复合材料的形貌和力学性能。结果表明：经碱催化酚化的木质素反应活性明显增加,最佳工艺条件为温度90℃,时间90 min,碱用量4%(w);木质素基酚醛树脂与传统酚醛树脂结构相似,当木质素替代率为30%(w)时,可获得弯曲性能和层间剪切强度高的碳纤维增强木质素基酚醛树脂复合材料。     

碳纳米管/石墨烯协同改性碳纤维复合材料的制备及性能

利用偶联剂（KH570）改性的石墨烯（GO）和酸化的多壁碳纳米管(MWCNTs)协同改性聚丙烯腈（PAN）基碳纤维制备得到PAN/MWCNTs/GO基碳纤维（MPG）,以此为原料,采用湿法造纸技术,制备PAN/MWCNTs/GO基碳纤维复合材料（MPG P）。利用傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜,对MPG纤维进行表征,并利用四探针测试仪、万能试验机和多孔材料分析仪,研究了MPG-P材料的导电性能、力学性能、孔径分布以及孔隙率。结果表明,当MWCNTs/GO含量为0.2 %（质量分数,下同）时,MPG P表现出最佳的拉伸强度(37.21 MPa),电阻率为13.17 mΩ·cm,孔隙率为63.7 %;当MWCNTs/GO=1/2（质量比,下同）时,表现出最佳的拉伸强度(40.13 MPa),比纯PAN复合材料(30.18 MPa)提高了32.97 %,电阻率为13.52 mΩ·cm,孔隙率为65.2 %。     

石墨烯对树脂基摩擦材料性能影响

借助控制变量法探究石墨烯含量对酚醛树脂基摩擦材料性能的影响,采用一次热压成型技术制备石墨烯改性酚醛树脂基摩擦材料试样,利用洛氏硬度计、剪切强度试验机和定速式摩擦试验机分别检测其硬度、内剪切强度和摩擦磨损性能,分析石墨烯含量与摩擦材料相关性能的变化规律。研究表明,石墨烯含量0.3%试样综合性能最优,随着石墨烯含量增加其硬度和摩擦系数稳定性逐步提高,但石墨烯含量0.4%试样硬度会超过酚醛树脂的适宜硬度范围;中高温阶段含石墨烯的摩擦材料摩擦系数低于不含石墨烯试样但磨损率有所增加,石墨烯含量0.2%试样摩擦系数和磨损率最高,其值为0.344和0.309×10~(-7) cm~3/(N·m);酚醛树脂基摩擦材料的内剪切强度会因各组分材料的黏接性能减弱而降低。     

腰果酚基缩水甘油醚的制备及其性能研究

以腰果酚、环氧氯丙烷为主要原料,制备腰果酚基缩水甘油醚(CGE),并研究CGE/双酚A型环氧树脂(DGEBA)固化物的性能。研究表明,在CGE用量达15%时,环氧树脂固化物的机械性能达到最大值。与纯DGEBA的性能相比,复合材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度分别提高了35.4%,43.3%和109.5%。随着CGE含量的增加,材料的玻璃化转变温度降低。固化微观相分离和断面出现"海岛"结构是腰果酚基缩水甘油醚的增韧机理。     

纳米改性碳/酚醛树脂基复合材料性能研究

针对碳/酚醛树脂基复合材料层间剪切强度低的缺点,采用纳米填料进行改性。测试了2种纳米填料(纳米碳纤维、碳纳米管)改性后酚醛树脂的热解性能,研究了纳米填料对复合材料力学性能、烧蚀性能以及高温炭化后力学性能的影响,并观察分析了复合材料测试后的微观形貌。研究结果表明,纳米填料改性后,复合材料的力学性能、烧蚀性能均有所改善。其中,纳米碳纤维改性后复合材料的常温层间剪切强度达到24.9 MPa,氧乙炔线烧蚀率为22.75μm/s,质量烧蚀率为23.58 mg/s。纳米碳纤维表面粗糙,与树脂基体的界面强度高,因此其改性后的力学性能和烧蚀性能优于碳纳米管。     

腰果酚改性焦油粗酚酚醛泡沫塑料的研究

为降低酚醛泡沫塑料的成本,改善其性能,以焦油粗酚、苯酚、多聚甲醛为原材料,腰果酚为改性剂,合成可发性腰果酚改性焦油粗酚酚醛树脂,发泡制备出腰果酚改性焦油粗酚酚醛泡沫塑料。研究了腰果酚用量对改性焦油粗酚酚醛泡沫塑料保温性能、阻燃性能、吸水率、力学性能和耐热稳定性等的影响,并通过傅立叶变换红外光谱仪对合成改性焦油粗酚酚醛树脂进行了表征,通过生物显微镜、热重分析仪对改性焦油粗酚酚醛泡沫塑料的微观结构和耐热稳定性进行表征。结果表明,腰果酚的加入使改性焦油粗酚酚醛泡沫塑料的综合性能有较大改善,当腰果酚占混合酚的质量分数为15%时,改性焦油粗酚酚醛泡沫塑料的综合性能最佳,吸水率为4.51%,压缩强度为0.31 MPa,弯曲强度为0.55 MPa,导热系数为0.036 W/(m·K),极限氧指数为35.2%。改性焦油粗酚酚醛泡沫塑料的保温、阻燃性能和耐热稳定性较好,泡孔致密均匀。     

摩擦材料用改性酚醛树脂的制备及应用

用三聚氰胺、腰果酚、粉末丁腈橡胶对酚醛树脂进行了改性,并将其用作摩擦材料的基体树脂。探讨了腰果酚、三聚氰胺用量等因素对改性酚醛树脂性能的影响,并对各摩擦制动材料的摩擦磨损、热衰退等性能进行了研究。结果表明:腰果酚、丁腈橡胶改性酚醛树脂(YX-PF)与三聚氰胺、腰果酚改性酚醛树脂(SY-PF)的热分解温度比普通酚醛树脂分别提高了57℃和91℃,且摩擦磨损性能优良。另外,加入丁腈橡胶可进一步提高SY-PF的综合性能。     

沥青基短切碳纤维的表面臭氧改性对碳纤维/天然橡胶复合材料结构与性能的影响

研究沥青基短切碳纤维表面臭氧改性时间及碳纤维用量对碳纤维/天然橡胶（NR）复合材料结构与性能的影响。结果表明：随着臭氧处理时间的延长,碳纤维表面涂覆层逐渐减少直至消失,表面粗糙度明显增大,与NR的界面粘合明显改善;与添加未处理碳纤维的NR硫化胶相比,臭氧改性碳纤维/NR硫化胶的拉伸强度大幅提高;随着改性碳纤维（臭氧处理3.5 h）用量的增大,碳纤维/NR硫化胶的拉伸强度、拉断伸长率在碳纤维用量为5份时出现最大值; 添加5份改性碳纤维（臭氧处理3.5 h）可使NR硫化胶的初始分解温度提高10 ℃。     

腰果酚基缩水甘油醚的制备及其性能研究

以腰果酚、环氧氯丙烷为主要原料,制备腰果酚基缩水甘油醚(CGE),并研究CGE/双酚A型环氧树脂(DGEBA)固化物的性能。研究表明,在CGE用量达15%时,环氧树脂固化物的机械性能达到最大值。与纯DGEBA的性能相比,复合材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度分别提高了35.4%,43.3%和109.5%。随着CGE含量的增加,材料的玻璃化转变温度降低。固化微观相分离和断面出现"海岛"结构是腰果酚基缩水甘油醚的增韧机理。     

腰果酚改性白炭黑/纳米甲壳素对丁苯橡胶/顺丁橡胶复合材料性能的影响

分别采用腰果酚和硅烷偶联剂Si 69改性白炭黑/纳米甲壳素,研究了腰果酚和Si 69的用量对白炭黑/纳米甲壳素增强丁苯橡胶(SBR)/顺丁橡胶(BR)复合材料力学性能的影响。结果表明,当用量相同时,与Si 69相比,加入腰果酚胶料的焦烧时间变化不大,正硫化时间较长,最小转矩较大,最大转矩较小。随着腰果酚及Si 69用量的增加,混炼胶的门尼黏度明显降低。腰果酚的加入明显改善了SBR/BR硫化胶的耐热老化性能。     

木质素基燃料电池双极板的制备及性能研究

为了充分利用木质素,扩大其在复合材料的应用范围,采用木质素、苯酚和甲醛合成了木质素基酚醛树脂。以天然石墨和碳纤维做导电填料,采用模压工艺制备燃料电池用双极板材料。对复合材料的密度、弯曲性能、动态力学性能和电导率进行表征分析。结果表明,当天然石墨逐步被碳纤维取代后,木质素基复合材料的密度随着碳纤维含量的增加而逐渐下降;弯曲强度则一直增加,但是弯曲模量在碳纤维达到30%时达到最大值,之后开始下降。动态力学性能实验表明,材料的储能模量和玻璃化转变温度随着碳纤含量增加而增加,并在30%碳纤维时达到最高值。复合材料的电导率随着碳纤维含量增加而增加,最大达到500 S/cm,之后复合材料的电导率开始下降。研究结果证明,含有30%碳纤维和30%天然石墨的木质素基复合材料具有较好的综合性能:密度为1.16 g/cm~3,弯曲强度和弯曲模量分别为52.7 MPa和10.7 GPa,电导率500 S/cm。     

腰果酚/腰果壳油改性酚醛树脂的合成及其应用研究

采用气相色谱-质谱联用仪、傅里叶红外光谱仪、质谱仪对腰果酚和腰果壳油的成分进行了分析,并对其改性酚醛树脂的影响因素进行了研究。结果表明,腰果酚改性酚醛树脂适宜的反应条件为:苯酚87份,腰果酚13份,甲醛73份,盐酸0.5份,反应时间1.5h,出料温度125℃;腰果壳油改性酚醛树脂时甲醛需要70份,其他反应条件与前者一致。所得腰果酚/腰果壳油改性酚醛树脂的软化点84～90℃,凝胶时间40～60s,粘度16.0～18.0mPa.s,适于在模塑料中应用。改性酚醛树脂制得的模塑料的冲击强度,弯曲强度提高约10%,耐热温度提高约7～10℃,同时材料成本大幅降低。     

腰果酚改性甲阶酚醛树脂的合成及其泡沫性能研究

用腰果酚代替部分苯酚改性酚醛树脂,制备可发性甲阶酚醛树脂。并讨论了腰果酚替代量对改性酚醛树脂性能及其泡沫性能的影响,通过红外光谱仪、热重分析仪对树脂结构及热稳定性进行表征,运用万能电子试验机对甲阶酚醛树脂泡沫的力学性能进行了研究。结果表明:当腰果酚替代量为10%时,制得的树脂黏度为4650mPa·s,树脂中游离苯酚含量从6.72%降为5.45%,游离甲醛含量从1.17%降为0.68%,甲阶酚醛树脂泡沫压缩强度达到最大值0.20MPa,但树脂热稳定性及甲阶酚醛树脂泡沫阻燃性有所下降。     

树脂制备工艺对腰果酚改性酚醛树脂胶接性能影响研究

采用腰果酚、苯酚和甲醛为原料,氨水为催化剂,制备了三种腰果酚含量40%的热固性腰果酚改性酚醛树脂:腰果酚-甲醛/苯酚-甲醛共混酚醛树脂(CF-PF)、腰果酚-苯酚-甲醛共聚酚醛树脂(PCF-A)和混酚(腰果酚-苯酚-双酚)-甲醛共聚酚醛树脂(PCF-B)。借助DSC、TGA、剪切强度等手段对合成树脂性能进行了表征。DSC分析结果表明:三种改性树脂中PCF-B树脂的固化反应活性最高,初始温度、峰温和终温分别为146℃、190℃和259℃,固化反应活性顺序是PCF-BPCF-ACF-PF。TGA结果表明,PCF-A和PCF-B树脂的耐热性能相当,2%和5%失重温度分别是340℃左右和400℃左右,CF-PF树脂耐热性能较低,2%和5%失重温度分别为316℃和376℃。PCF-B的室温和150℃剪切强度分别为8.31MPa和7.74MPa,较PF树脂分别提高27%和71%,增韧效果明显;CF-PF的高温粘接性能最好,250℃和300℃剪切强度分别为5.07MPa和5.15MPa,分别是PF树脂250℃和300℃剪切强度的96%和141%。     

腰果酚制备可发性酚醛树脂的合成工艺研究

以苯酚、腰果酚、甲醛为原料,NaOH为催化剂,乙二醇为助剂,合成了可发性酚醛树脂,通过粘度,固含量,韧性测试研究了原料的配比,腰果酚替代苯酚的比例,催化剂用量,反应时间,反应温度及乙二醇用量对合成树脂性能的影响并通过IR,TG分析对树脂结构及耐热性进行了表征。结果表明,适宜的反应条件为:F/P比(甲醛与总酚物质的量比值)1.6,腰果酚替代量20%,催化剂用量1%,反应时间3 h,反应温度80℃,乙二醇质量分数10%～15%。以腰果酚制备的CPF树脂耐热性变化不明显,拉伸强度为22.34 MPa,断裂伸长率3.08%,冲击强度3.56 kJ/m2,较PF树脂有很大提高。     

阳极氧化处理对PAN基碳纤维性能的影响

利用阳极氧化技术对聚丙烯腈(PAN)基碳纤维表面进行改性处理,研究了处理前后PAN基碳纤维表面润湿性能及力学性能的变化,分析了阳极氧化处理时电流强度对PAN基碳纤维及其增强环氧树脂基复合材料性能的影响。结果表明:阳极氧化处理后,PAN基碳纤维的润湿性提高,其中碳纤维与水、乙醇的接触角分别由处理前的64.6°,50.9°降至处理后的24.6°,28.1°,其表面能由未处理的37.4 m N/m提高到处理后的83.3 m N/m,经水洗干燥处理后,碳纤维润湿性及表面能有所降低;阳极氧化过程中,随着电流强度的提高,PAN基碳纤维的线密度及拉伸强度出现先升高后降低现象;阳极氧化处理后,碳纤维表面活性提高,碳纤维/环氧树脂基复合材料层间剪切强度较未处理时的最大增幅达到86%;阳极氧化处理PAN基碳纤维的最佳电流强度为14 A。     

腰果酚/聚乙烯醇改性酚醛树脂的制备

以腰果酚、聚乙烯醇作为苯酚与甲醛缩聚的改性剂,研究了腰果酚和聚乙烯醇的用量,催化剂类型和用量等对其性能的影响。结果表明:改性酚醛树脂的最佳条件为:苯酚、腰果酚、聚乙烯醇、甲醛的最佳摩尔比为0.85:0.32:0.02:1,最佳的催化剂为苯磺酸,用量为4.5%。     

粘胶基碳纤维连续式电化学氧化表面处理(Ⅱ)碳纤维增强复合材料的界面

本文用短支梁三点弯曲法及Fragment法测定了连续式电氧化处理粘胶基碳纤维与酚醛树脂及环氧树脂复合材料界面粘合性 ,并用SEM观察了其界面的形貌。结果表明 :在本试验范围内经电化学氧化处理可以使粘胶基碳纤维 /酚醛树脂复合材料界面的粘合强度提高25 % ,而粘胶基碳纤维 /环氧树脂复合材料界面的粘合强度可提高100 %。这可能是由于环氧树脂可与碳纤维表面的官能团形成化学键的原因。