纳米MMT对APP/MCA复合阻燃EP性能的影响

采用X射线衍射仪研究了纳米蒙脱土(MMT)和EP/纳米MMT复合材料中纳米MMT的层间距变化。结果表明,纳米MMT与EP/纳米MMT复合材料中纳米MMT的层间距相差不大,说明纳米MMT在EP中只是物理混合,没有发生插层反应。研究了纳米MMT用量对EP/纳米MMT以及EP/聚磷酸铵(APP)/三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)复合材料性能的影响。结果表明,纳米MMT的加入不能提高EP/纳米MMT的极限氧指数(LOI),可以提高EP/纳米MMT复合材料的拉伸强度。纳米MMT与APP和MCA复配作为复合阻燃剂,可以产生明显的阻燃协同效应,当APP和MCA质量比为3∶1,纳米MMT在复合阻燃剂中的质量分数为20%且复合阻燃剂在复合材料中的质量分数为20%时,EP/APP/MCA/纳米MMT复合材料的综合性能最佳,LOI为29.6%,垂直燃烧等级达到UL94 V–0级,拉伸强度和冲击强度分别为45.9 MPa和8.6 kJ/m2。     

纳米TiO_2改性炭纤维/环氧树脂复合材料性能研究

采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)仪和NOL环等方法,对纳米TiO2在环氧树脂(EP)体系中的分散效果、炭纤维表面状态及复合材料性能等进行了系统研究。结果表明:采用高速剪切与超声波复合分散工艺,可以将纳米TiO2均匀分散在EP体系中;当w(纳米TiO2)=2%～3%时,纳米TiO2/EP浇铸体的最大拉伸强度为112 MPa、最大弯曲强度为175 MPa和最大Tg为141.9℃;纳米TiO2可以有效改善炭纤维与EP基体间的界面结合力,形成较理想的界面相,制成的复合材料具有优异的力学性能,其拉伸强度、拉伸模量和剪切强度分别为2.15 GPa、117 GPa和49.9 MPa。     

环氧树脂/纳米SiO_2复合材料的制备

制备了环氧树脂(EP)/纳米SiO2复合材料,研究了纳米SiO2用量对复合材料结构和力学性能的影响,采用扫描电子显微镜观察了复合材料的断面形貌,分析了纳米SiO2的增韧机理。添加适量的纳米SiO2可显著提高EP的力学性能,添加6 phr纳米SiO2时,EP/纳米SiO2复合材料的力学性能最佳,拉伸剪切强度、弯曲强度、悬臂梁缺口冲击强度分别为13.8 MPa,86.1 MPa,11.6 kJ/m2;适量的纳米SiO2能改善EP的内部结构,具有明显的增韧补强作用。     

改性EP/S–GF单向复合材料缠绕成型工艺及性能

以4,4’-二氨基二苯甲烷、苯酚和甲醛为原料合成二胺型苯并恶嗪(MDA–BOZ),并用其改性环氧树脂(EP)。采用湿法缠绕成型方法制备单向高强玻璃纤维(S–GF)增强改性EP基复合材料。用T–β外推法和凝胶化时间法确定了复合材料的成型工艺,并测试了其在室温和高温下的拉伸强度、弯曲强度、层间剪切强度等力学性能。与EP/4,4’–二氨基二苯砜(DDS)/S–GF复合材料相比,EP/MDA–BOZ/DDS/S–GF复合材料综合力学性能有较大提高。EP/MDA–BOZ/DDS/S–GF复合材料室温弯曲强度达1 428.3 MPa,层间剪切强度达79.92 MPa,纵向拉伸强度1 134.1 MPa,拉伸弹性模量为40.15 GPa。复合材料在100℃时,弯曲强度保持率为78.95%,层间剪切强度保持率为81.06%。扫描电子显微镜分析发现,改性树脂与玻璃纤维界面粘结性较好。     

固相剪切碾磨制备PA6/蒙脱土纳米复合材料

采用固相剪切碾磨方法制备尼龙6/蒙脱土(PA6/MMT)纳米复合材料。表征了复合材料的结构,研究了其力学性能、热稳定性能及结晶性能。结果表明,PA6/MMT纳米复合材料的力学性能较PA6有较大提高,含4%MMT的PA6/MMT纳米复合材料的拉伸弹性模量从2697 MPa提高到3299 MPa,拉伸强度从63.6 MPa提高到77.8MPa;起始分解温度和最大失重温度均高于纯PA6;PA6/MMT纳米复合材料中PA6的结晶温度和结晶速率提高。     

纳米氧化铝/环氧树脂/二氨基二苯砜复合体系性能研究

对纳米氧化铝(nano-Al2O3)/环氧树脂(EP)/二氨基二苯砜(DDS)体系的性能进行了研究,考察了nano-Al2O3用量及制备工艺对复合材料力学性能的影响,并通过扫描电镜(SEM)观察了nano-Al2O3/EP/DDS复合材料的断面形貌。结果表明:当w(nano-Al2O3)=5份时,复合材料的力学性能相对最高;经偶联剂和超声波分散处理后制取的nano-Al2O3/EP/DDS复合材料,其力学性能最好,高温剪切强度提高了4.01MPa,弯曲强度提高了7.63MPa,弯曲挠度提高了0.65mm,拉伸强度提高了9.30MPa,断裂伸长率提高了2.04%;SEM分析结果表明,一定量的nano-Al2O3可以明显提高EP的韧性。     

热处理对MMT填充PP的力学性能影响

研究了热处理对聚丙烯(PP)/钠基蒙脱土(MMT)复合材料力学性能的影响。结果表明:适当地对共混体系进行热处理,可有效改善材料的拉伸性能、弯曲性能及冲击性能,拉伸强度及弯曲强度最大增幅分别可提高2 MPa和4 MPa。PP/MMT共混体系力学性能的增加在于体系中聚合物结晶结构的完善及热应力的消除。     

环氧树脂室温固化体系的研制及性能研究

以兼具引发剂和稀释剂功能的自制BH-1为固化剂,通过引入低黏度活性稀释剂,制备室温固化EP(环氧树脂)胶粘剂;然后以EP/BH-1/活性稀释剂为基体、单向玻璃纤维为增强材料,制备相应的复合材料。研究结果表明:当w(BH-1)=4%时,EP浇铸体的室温(25℃)凝胶时间约为8.5 h和玻璃化转变温度(Tg)为130.9℃,并具有优异的力学性能,其冲击强度为50.0 kJ/m2、拉伸强度和模量分别为0.075 GPa和2.80 GPa、弯曲强度和模量分别为0.136 GPa和3.02 GPa;当m(EP)∶m(BH-1)∶m(活性稀释剂)=100∶4∶10时,复合材料的弯曲强度(0.984 GPa)和层间剪切强度(56.1 MPa)分别提高了26.4%和15.2%。     

DDS固化EP/MMT纳米复合材料性能研究

以4,4′-二氨基二苯砜(DDS)为固化剂,制备出一种剥离型MMT/EP(蒙脱土/环氧树脂)纳米复合材料。采用红外光谱(FT-IR)法、X射线衍射(XRD)法和动态力学分析(DMA)法等对复合材料的微观结构、插层剥离行为、热性能和力学性能等进行了研究。结果表明:MMT对EP分子结构无影响,有利于EP结构和性能的设计,也便于确定其固化工艺。在无促进剂的情况下,当体系中引入5%MMT(相对于EP质量而言)时,复合材料的干态热变形温度、玻璃化转变温度(Tg)、冲击强度和拉伸强度分别提高了39℃、21℃、27.30%和10.50%;适量的MMT能有效提高纳米复合材料的耐湿热性能。     

PDCPD/PS/MMT纳米复合材料的制备与性能研究

采用反应注射成型工艺,使用钨系双组分催化剂WCl6/Et2AlCl进行双环戊二烯单体原位聚合反应,制备出聚双环戊二烯/聚苯乙烯/蒙脱土(PDCPD/PS/MMT)纳米复合材料。运用XRD、SEM对聚合物进行表征,测定了其拉伸强度、冲击强度及弯曲强度等力学性能。结果表明:MMT片层被完全剥离开,形成了真正的纳米复合材料,PS、MMT质量分数分别为1%、2%时,纳米复合材料的各项性能最好。     

三乙烯四胺固化有机蒙脱土/环氧树脂复合体系的研究

以三乙烯四胺作为EP(环氧树脂)的常温固化剂制备EP/OMMT(有机蒙脱土)/三乙烯四胺纳米复合材料。采用X射线衍射(XRD)法,差示扫描量热(DSC)法等手段研究了不同配方对EP/OMMT/三乙烯四胺固化体系的凝胶时间、力学性能、热性能及OMMT的插层剥离行为等影响。结果表明:对EP/OMMT/三乙烯四胺复合材料而言,90~120℃固化体系的OMMT剥离与插层效果优于室温固化体系;当固化温度为120℃时,EP/OMMT/三乙烯四胺复合材料的耐湿热性能和弯曲强度均优于常温固化体系;EP/OMMT/三乙烯四胺复合材料经常温固化24 h后,其冲击强度比纯EP体系提高了7%~12%。     

胶合板用脲醛树脂胶粘剂的纳米改性

以MMT(蒙脱土)或OMMT(有机蒙脱土)作为改性剂,两者分别在UF(脲醛树脂)合成的不同阶段(加成阶段、缩聚阶段和缩聚后期)中以同一投料比引入体系中,制备相应的改性UF胶粘剂。研究结果表明:当n(F):n(U)=1.2:1、w(MMT或OMMT)=2%(相对于尿素总质量而言)时,MMT和OMMT的引入,能使相应改性UF胶粘剂的某些性能(如黏度、固含量、胶接强度和固化时间等)增加、游离甲醛含量降低;OMMT的改性效果优于MMT,并且OMMT在加成阶段投入时降醛效果明显,在缩聚阶段投入时补强效果明显。     

间苯二胺/低分子聚酰胺协同固化EP胶粘剂的研究

在EP(环氧树脂)/低分子PA(聚酰胺)胶粘剂体系中,通过添加适量的改性液体m-PDA(间苯二胺)固化剂,能明显提高胶粘剂体系的力学性能。研究结果表明:当m(EP)∶m(PA)=10∶5时,胶粘剂的综合力学性能最佳;当固化剂中m(m-PDA)∶m(PA)=31.03∶100时,相应胶粘剂的剪切强度(17.68 MPa)和压缩强度(94.34 MPa)俱佳,其EP/低分子PA/m-PDA固化体系的表观活化能(49.39 kJ/mol)介于EP/PA固化体系(59.11 kJ/mol)和EP/m-PDA固化体系(42.15 kJ/mol)之间。     

双酚A型苯并二噁嗪树脂粘接性能研究

以环氧树脂(EP)、双马来酰亚胺(BDM)作为纯双酚A型苯并二噁嗪(BA-a)树脂的改性共聚单体,研究了不同改性BA-a体系的粘接性能和热稳定性能。结果表明:纯BA-a树脂与钢材之间的拉伸剪切强度为15.34 MPa,说明纯BA-a树脂具有作为胶粘剂的潜力;当m(BA-a)∶m(EP)∶m(BDM)=100∶60∶0或100∶27∶27时,改性BA-a体系的拉伸剪切强度为24.81 MPa或21.36 MPa,160℃时凝胶时间为150 min或20 min;改性BA-a体系的热稳定性能依次为BA-a/甲基四氢苯酐体系>BA-a/EP体系>BA-a/BDM体系>纯BA-a体系。     

水下环氧树脂胶粘剂用水下固化剂的性能研究

目前可用于水下粘接的EP(环氧树脂)胶粘剂用水下固化剂种类不多,主要是一些憎水类改性胺固化剂(如810和301P等)。以不同种类的水下固化剂作为试验对象,着重探讨了水下固化剂的本体黏度、相应水下EP胶粘剂的某些性能(如水下凝胶时间、水下拉伸剪切强度及水下压缩强度等)。研究结果表明:水下EP胶粘剂的适宜凝胶时间为1h左右;水膜隔离胶粘剂/被粘物的界面问题只影响拉伸剪切强度,而不影响压缩剪切强度,故水下固化剂的憎水性良好时,相应EP胶粘剂的压缩强度相对较高,但其钢/钢拉伸剪切强度会受到一定的影响;810和301P具有一定的憎水性,并且相应EP胶粘剂的水下凝胶时间均为1h左右,故不同黏度的810和301P复配可制得综合性能更好的水下EP胶粘剂。     

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。     

CPVC共混物的加工和力学性能的改进

研究了环氧树脂(EP)和聚四氯乙烯(PTFE)对氯化聚氯乙烯(CPVC)的流变和力学性能的影响,井用扫描电镀(SEM)观察了环氧树脂的分散形态。结果表明,EP能够均匀分散在CPVC基体中,改善CPVC的流动特性;PTFE对CPVC/EP体系有增粘作用,并能显著改善缺口冲击强度。     

Thermal–oxidative degradation and accelerated aging behavior of polyamide 6/epoxy resin‐modified montmorillonite nanocomposites

Polyamide 6 (PA6) nanocomposites based on epoxy resin‐modified montmorillonite (EP‐MMT) were prepared by melt processing using a typical twin‐screw extruder. X‐ray diffraction combined with transmission electron microscopy was applied to elucidate the structure and morphology of PA6/EP‐MMT nanocomposites, suggesting a nearly exfoliated structure in the nanocomposite with 2 wt % EP‐MMT (PA6/2EP‐MMT) and a partial exfoliated‐partial intercalated structure in PA6/4 wt %EP‐MMT nanocomposite (PA6/4EP‐MMT). The thermogravimetric analysis under air atmosphere was conducted to characterize the thermal–oxidative degradation behavior of the material, and the result indicated that the presence of EP‐MMT could inhibit the thermal‐oxidative degradation of PA6 effectively. Accelerated heat aging in an air circulating oven at 150°C was applied to assess the thermal–oxidative stability of PA6 nanocomposites through investigation of reduced viscosity, tensile properties, and chemical structure at various time intervals. The results indicated that the incorporation of EP‐MMT effectively enhanced the thermal–oxidative stability of PA6, resulting in the high retention of reduced viscosity and tensile strength, and the low ratio of terminal carboxyl group to amino group. © 2014 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2014 , 131, 40825.