玄武岩纤维增强环氧树脂复合材料复合机制

用三种硅烷偶联剂KH550、KH560和KH570分别处理玄武岩纤维(BF), 以未经偶联剂处理的BF为对照组。X射线电子能谱(XPS)分析三种偶联剂对BF的改性, 发现BF表面的Si元素与偶联剂中的Si元素形成了Si—O—Si键, 其含量顺序为KH550>KH570>KH560。测定了不同方法处理后的BF增强环氧树脂(BF/EP)复合材料水浴前后的弯曲性能和层间剪切强度(ILSS), 同时用SEM观察了BF/EP水浴前后的断裂面微观形貌, 结果发现水浴前三种偶联剂处理BF后都能提高BF/EP的界面粘结性能, 提高效果为KH550>KH560>KH570, 试样破坏时界面无脱粘, 主要发生的是基体破坏, 界面力学性能优于基体力学性能; 水浴处理后, 不同BF/EP的力学性能下降程度不同, 耐水性较差, 试样断裂面呈脆性断裂, 界面脱粘, 部分纤维被拔出后在基体中留下空洞。      

三种纤维改性超高分子量聚乙烯复合材料的力学性能

以未处理和偶联剂KH550处理的C纤维、SiC纤维和Al2O3纤维为填充材料,以超高分子量聚乙烯(UHMWPE)为基体,用模压成型法制备了三种纤维改性UHMWPE复合材料,对复合材料的硬度、弯曲强度、拉伸强度和断裂伸长率进行了实验研究,用光学显微镜观察分析了拉伸断面形貌。结果表明,未处理的C纤维、SiC纤维和Al2O3纤维改性UHMWPE复合材料硬度较纯UHMWPE分别提高了11.76%、21%和6%。经KH550处理的三种纤维改性UHMWPE复合材料弯曲强度和拉伸强度均优于未处理纤维的复合材料,已处理的SiC纤维/UHMWPE复合材料弯曲强度和拉伸强度提高较大。KH550处理的三种纤维与UHMWPE基体界面粘接紧密,未处理纤维与UHMWPE基体粘接较差。     

锂电池软包装内层膜材料的制备与性能

目的 为提高锂电池软包装内层膜材料的性能,满足包装要求.方法 以(3-氨丙基)三乙氧基硅烷(KH550)处理氮化硼(BN),并将其添加到PP/PP-g-GMA基体中制备锂电池软包装内层膜材料.探究偶联剂、填料质量及工艺条件对材料强度、韧性和耐电解液等性能的影响.结果 KH550-BN复合材料的拉伸强度和冲击强度优于纯BN体系,在BN质量为50 g时,KH550-BN复合材料的拉伸强度为29.2 MPa,冲击强度为6.15 kJ/m2,分别比对应纯BN体系提高了1.4％和7.9％;复合材料经碳酸乙烯酯浸泡36 h后仍保持较高的强度.结论 该复合材料具有良好的韧性及耐电解液性能,为开发锂电池软包装内层膜提供了参考.     

Parylene C膜的热解特性

利用热重分析技术(TG/DTA)和热裂解-气相色谱/质谱联用测试分析技术(PY-GC/MS),对Parylene C膜的热分解性能和分解产物进行研究;通过X射线-光电子能谱(XPS)和红外光谱(IR)分析了Parylene C膜的表面基本元素及其结构.实验结果表明,Parylene C膜在室温避光存放过程中已经自然氧化,氧化后的Parylene C膜受热分解首先是从被氧化的C-C键开始,生成苯甲醛或苯甲醇类氧化产物;随后是没有被氧化的C-C键断裂,生成一系列的单体及其裂解碎片.     

麦秸纤维/废旧塑料再生复合材料

研究了偶联剂KH550、麦秸纤维以及相容剂MAH-g-PP的添加量对麦秸纤维/废旧聚丙烯复合材料力学性能的影响.通过FT-IR检测了偶联剂浓度对麦秸纤维微观组织结构的影响,采用SEM观察复合材料的冲击断口形貌,以研究麦秸纤维与废旧聚丙烯间的相容性.结果表明:经浓度为1.5%的KH550处理过的麦秸纤维极性最低,与废塑料基体的结合性最好;随着麦秸纤维含量的增加,材料的拉伸强度降低,冲击强度稍有提高;当MAH-g-PP含量为4%时,复合材料的拉伸、冲击强度最大.     

偶联剂对玻璃纤维增强淀粉/聚乳酸复合材料性能的影响

分别以马来酸酐、KH550、KH560和KH570为偶联剂对玻璃纤维进行预处理,再与淀粉、聚乳酸(PLA)复合,通过熔融挤出法制备玻璃纤维增强淀粉/PLA复合材料。研究了偶联剂种类对玻璃纤维增强复合材料熔融指数、力学性能、热性能和熔融流变性能的影响。实验发现马来酸酐、KH550、KH570、KH560处理玻璃纤维增强淀粉/PLA复合材料的熔融指数和力学性能都依次增大,表明KH560处理玻璃纤维增强淀粉/PLA复合材料的界面黏结作用最强。对热性能进行表征发现,马来酸酐、KH550、KH570、KH560处理玻璃纤维增强淀粉/PLA复合材料玻璃化转变温度、重结晶温度、结晶度和热稳定性均依次提高。受玻璃纤维与淀粉/PLA基体界面黏结效果的影响,马来酸酐、KH550、KH570、KH560处理玻璃纤维增强淀粉/PLA体系的储能模量和复数黏度依次增大。     

橡胶-填料相互作用对丁苯橡胶/白炭黑复合材料动态力学性能的影响EI北大核心CSCD

分别采用γ-胺丙基三乙氧基硅烷(KH550)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)及双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物(Si75)湿法改性白炭黑,将改性后的白炭黑、丁苯橡胶(SBR)制成母炼胶,制备出白炭黑(SiO_2)/丁苯橡胶(SBR)复合材料。利用结合胶含量、橡胶加工分析仪、扫描电镜等方法研究了白炭黑与橡胶基体间的相互作用效果及填料在橡胶基体中的分散性,用压缩疲劳生热、动态力学性能分析和滞后损耗测试研究了白炭黑与橡胶基体的作用效果对丁苯橡胶/白炭黑复合材料生热的影响。结果表明,改性后白炭黑与橡胶基体间的相互作用力增大,分散性明显提高,随橡胶-填料相互作用增大,SiO_2/SBR生热明显降低,其中KH550在硫化过程产生化学反应接枝于橡胶大分子,其改性后的白炭黑与丁苯橡胶相互作用力最大,KH550-SiO_2/SBR生热最低。     

偶联剂改性废纸/PETG生物复合材料

目的制备可生物降解的偶联剂改性废纸/PETG木塑复合材料,并检测其各方面的性能。方法分别采用偶联剂KH550,KH560和KH570对废纸粉进行改性处理,并与PETG制备木塑生物复合材料,通过傅里叶变换红外光谱、力学性能检测、吸水性能分析、扫描电镜和热重分析,研究偶联剂的加入对材料结构、力学性能、吸水性、微观形貌和热稳定性的影响。结果 KH550对复合材料性能的增强效果最好,当KH550质量分数为1%时,复合材料的拉伸强度和弯曲强度达到峰值,分别提高了32.8%和13.7%。结论偶联剂能明显改善复合材料的力学性能和热稳定性,降低其吸水率,在包装领域具有很好的应用前景。     

橡胶-填料相互作用对丁苯橡胶/白炭黑复合材料动态力学性能的影响

分别采用γ-胺丙基三乙氧基硅烷(KH550)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)及双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物(Si75)湿法改性白炭黑,将改性后的白炭黑、丁苯橡胶(SBR)制成母炼胶,制备出白炭黑(SiO_2)/丁苯橡胶(SBR)复合材料。利用结合胶含量、橡胶加工分析仪、扫描电镜等方法研究了白炭黑与橡胶基体间的相互作用效果及填料在橡胶基体中的分散性,用压缩疲劳生热、动态力学性能分析和滞后损耗测试研究了白炭黑与橡胶基体的作用效果对丁苯橡胶/白炭黑复合材料生热的影响。结果表明,改性后白炭黑与橡胶基体间的相互作用力增大,分散性明显提高,随橡胶-填料相互作用增大,SiO_2/SBR生热明显降低,其中KH550在硫化过程产生化学反应接枝于橡胶大分子,其改性后的白炭黑与丁苯橡胶相互作用力最大,KH550-SiO_2/SBR生热最低。     

功能化氧化石墨烯/聚氨酯-环氧树脂复合材料的制备及其性能

利用氧化石墨烯(GO)表面的羟基分别与硅烷偶联剂KH550、KH560反应,制备功能化氧化石墨烯(KH550-GO、KH560-GO),分析了GO功能化前后的微观结构变化;通过溶液插层法将GO加入到聚氨酯-环氧树脂(PU-EP)基体树脂中制备GO/PU-EP复合材料,并对其拉伸性能及热性能进行测试。研究结果表明,KH550、KH560成功对GO进行了功能化,并且与PU-EP复合材料相比,GO/PU-EP复合材料的拉伸性能和热性能均有明显的提高。其中,KH550-GO的加入对基体树脂力学性能和热性能的改善尤为明显。添加0.1wt%的KH550-GO,基体树脂拉伸强度和拉伸模量分别提高了39.0%和94.4%,同时初始热分解温度提高了12℃。     

Effects of ion bombardment with reactive gas environment on adhesion of Au films to Parylene C film

In order to improve the adhesion between Parylene C and gold, Parylene C was surface-treated using ion-assisted reaction (IAR) before depositing gold at a working pressure of 0.6 mPa. Ar ion irradiation was performed under oxygen gas at a vacuum of 13 mPa. The contact angle of surface-treated Parylene C film on Si decreased significantly and the surface energy increased compared to untreated Parylene C film. These results are attributed to the presence of hydrophilic groups on the Parylene C films surface after modification using IAR. These functional groups were confirmed by X-ray photoelectron spectroscopy analysis on the modified Parylene C film. We confirmed that the adhesion of evaporated gold film on Parylene C improved as a function of ion dose quantities.     

表面处理对水镁石/EVA复合材料界面作用的影响

选用了三种表面处理剂(硬脂酸Ste、硅烷偶联剂KH550、钛酸酯偶联剂JN114)对水镁石进行表面改性,研究了界面作用对复合材料静态力学性能、动态力学性能及粉体分散行为的影响,并对界面粘接强度进行了定量表征。结果表明,表面处理剂的加入明显改善了水镁石粉体在树脂相EVA中的分散性;硬脂酸赋予体系高的断裂伸长率,KH550赋予体系更高的拉伸强度,JN114赋予体系更好的综合性能;由DMTA的损耗因子值(tanδ)计算得出界面粘接强度相对大小依次为:KH550 modified>JN114modified>No treated>Ste modified,此结论与Tg值大小及力学测试数据完全吻合。     

生物基没食子酸环氧树脂/纳米氧化锌抗菌涂层的制备与性能EI北大核心CSCD

以没食子酸为主要原料制备生物基没食子酸环氧树脂(GAER),将硅烷偶联剂KH550表面改性的纳米ZnO与GAER进行复合,以丁二酸酐为固化剂,制备KH550-nano-ZnO/GAER生物基复合涂层。对纳米ZnO改性前后微观结构的变化进行表征;采用示差扫描量热仪对丁二酸酐/GAER体系的固化过程进行研究,测试KH550-nano-ZnO的加入对GAER固化膜力学性能、热性能、动态力学性能以及抗菌性能的影响。结果表明:适量KH550-nano-ZnO的加入,可以增加GAER固化体系的玻璃化温度,提高涂层表面的抗冲击性,KH550-nano-ZnO含量的增加使得涂层的硬度增加,附着力下降,热稳定性增加。复合涂层的起始热失重温度(T5%)比纯GAER高12.6~15.4℃。当KH550-nano-ZnO含量为2%(质量分数)时,玻璃化转变温度与纯GAER树脂相比增加了30.7℃。KH550-nano-ZnO/GAER固化涂膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率均达到99.99%。     

聚酰亚胺薄膜与太阳翼基板粘贴技术研究

卫星在轨运行过程中,太阳翼会受到恶劣的低真空、温度等环境因素影响,为了提高太阳翼在轨运行过程中的可靠性,对聚酰亚胺薄膜与太阳翼基板的粘贴技术进行了实验研究。结果表明:对聚酰亚胺薄膜表面进行电晕处理,能够显著地提高其表面粗糙度。聚酰亚胺薄膜与硅橡胶结合力得到大大提高,聚酰亚胺薄膜与基板剥离强度达到8.59N/cm,经过热真空及温度循环实验验证,电晕后的聚酰亚胺薄膜薄膜与基板粘贴牢固可靠,能够适应空间恶劣的环境。电晕技术为聚酰亚胺薄膜与基板的粘贴提供了一种有效的表面处理方法,可以推广至航天器其他舱外部件上使用。     

硅烷偶联剂改性的木粉/P34HB复合包装材料的制备

目的研究硅烷偶联剂KH550含量对木粉/P34HB复合包装材料性能的影响。采用KH550改性木粉,提高与聚(3-羟基丁酸酯-4-羟基丁酸酯)(P34HB)的结合强度,改善复合材料的力学性能和界面相容性。方法以KH550为改性剂,木粉和P34HB为原料,利用共混热压工艺制备改性木粉/P34HB复合材料;通过对复合材料的形貌进行观察,以及傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)和力学性能分析,研究KH550质量分数不同时对复合材料界面相容性、力学性能和热性能的影响。结果添加KH550后,复合材料的的界面相容性得到改善;FTIR分析表明,KH550已经成功接枝到木粉中;适量的KH550提高了复合材料的热稳定性;复合材料的储能模量增加;复合材料的力学性能也有所提高。此外还得到了最佳的KH550添加量,即质量分数为0.5%。结论 KH550不仅使得木粉与P34HB的相容性得到改善,同时也增强了复合包装材料的力学性能和热性能。     

Parylene C膜的光氧老化行为

利用紫外-可见吸收光谱(UV-VIS)、X光电子能谱(XPS)及热裂解-气相色谱/质谱联用测试分析技术(PY-GC/MS),对经过氙灯照射的Parylene C膜的紫外吸收、表面元素组成和含量以及热裂解的产物进行了分析研究。实验结果表明,Parylene C膜在光照过程中会被氧化,表面出现了黄化现象,其表面的氧含量随着光照时间的增加而增加,随后趋于稳定,而裂解产物中氧化碎片的量首先出现了一个最大值,而后迅速减小。     

锌合金表面涂装前磷化处理对膜层结合力的影响

锌合金活泼、易腐蚀,在其表面直接喷涂涂层的结合力较差,为了提高锌合金表面与涂层的结合力,对锌合金基材作磷化处理和磷化后封闭处理再喷涂聚氨酯漆膜,探讨了磷化处理及封闭处理对锌合金表面膜层间结合力的影响,并应用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对磷化膜表面形貌、物相组成及成分等进行研究。结果表明:锌合金表面直接喷涂聚氨酯漆膜,漆膜与锌合金基材的结合力差,结合力等级大于5级;而锌合金表面不管是磷化后直接喷漆还是磷化后封闭处理再喷漆均能极大提高涂层与基体的结合力,其结合力等级均小于2级;封闭处理有助于降低磷化膜的孔隙率,磷化膜经封闭处理后孔隙率由13.9%降到3.5%;封闭处理会降低磷化膜与漆膜的结合力。     

封端剂对聚氨酯分散液性能的影响

目的研究封端剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)和丙烯酸羟乙酯(HEA)对聚氨酯分散液(WPU)性能的影响。方法采用预聚体法合成聚氨酯分散液,通过傅里叶红外光谱(FTIR)对改性聚氨酯特征官能团进行表征,探讨KH550和HEA用量对聚氨酯分散液粒径大小与分布、表面张力、黏度以及附着力的影响。结果 WPU的粒径随着KH550用量的增加而逐渐增大,且分布变宽,黏度变小;KH550的引入降低了分散液的表面张力;HEA的引入对表面张力的影响较小,WPU的粒径随着HEA用量的增大而逐渐变小,且分布变窄,黏度变大。2种封端剂改性后分散液在PA、PET包装薄膜上表现出了良好的附着力。结论 KH550的引入能够提升水性聚氨酯在薄膜上的附着力,调节分散液黏度。