环氧树脂复合材料的固化动力学

将环氧树脂与适量的玻璃纤维混合加工到一起,形成一种含有玻璃纤维特性的环氧树脂复合材料。而且玻璃纤维的加入可以加强环氧树脂复合材料的固化动力学特性,为此提出环氧树脂复合材料的固化动力学特性分析,并对弹性效果以及伸缩抗压的特性变化进行分析。结果表明:当加入玻璃纤维时,环氧树脂复合材料固化动力学特性增强,当玻璃纤维比例达到50%时,其固化动力学特性达到最佳状态。     

多孔材料用耐高温软质环氧胶粘剂的制备与性能

为实现有机硅多孔材料的软性粘接,以α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷(聚硅氧烷)和CTBN(端羧基液体丁腈橡胶)对双酚A型E-44环氧树脂进行化学改性,制备了一种新型的多孔材料用耐高温软质胶粘剂。研究结果表明:当m(聚硅氧烷)∶m(E-44)=1∶8且m(CTBN)∶m(聚硅氧烷改性环氧树脂)=1∶4时,胶粘剂剪切强度可达40.8 MPa,拉伸强度可达0.29 MPa,Td5%高达240℃,耐腐蚀性良好。在保证粘接强度的同时,该胶粘剂可使粘接处达到与基体相似的韧性与硬度,提高了长期使用性。     

三相轻质复合泡沫浮力材料的制备及性能研究

采用滚球法制备了二氧化硅气凝胶超细粉体(SAR)强化的厘米级轻质环氧树脂空心球(SAR-EHS),利用真空搅拌-模压成型法将SAR-EHS、空心玻璃微珠(HGMS)与环氧树脂(EP)复合制备了EP/SAR-EHS/HGMS三相复合轻质浮力材料,并对其密度、压缩强度以及微观结构等性能进行了表征。结果表明:SAR-EHS和HGMS能够在EP中混合使用,并使得基体与微球结合更加紧密,极大地减小了浮力材料密度。制备得到的超低密度复合浮力材料的密度≤0.40 g/cm~3,压缩强度为7～15 MPa,适用于深度为700～1 500 m海域内的较大载荷作业。     

石墨烯/环氧树脂对碱激发砂浆基本力学性能的影响

通过水热还原法将利用Hummers法制备得到的氧化石墨烯制备成石墨烯,通过透射电镜观测石墨烯的形貌;利用占环氧树脂0.05%,0.10%和0.20%质量分数的石墨烯改性制备得到石墨烯/环氧树脂复合材料,并对石墨烯/环氧树脂复合材料的拉伸性能以及拉伸断面进行扫描电镜分析,选择拉伸性能最好的石墨烯/环氧树脂复合材料以3%,6%和9%质量分数的掺量用于矿渣粉煤灰基碱激发材料中,利用抗折抗压性能以及扫描电镜微观结构分析石墨烯/环氧树脂复合材料对矿渣粉煤灰基碱激发砂浆的性能影响。实验发现,石墨烯掺量为0.10%的石墨烯/环氧树脂复合材料的拉伸性能最好,石墨烯/环氧树脂复合材料掺量为3%,6%和9%的矿渣粉煤灰基碱激发砂浆的抗折性能分别提高了13.1%,9.3%和18.6%,而复合材料对砂浆的抗压性能影响不大。     

磷氮阻燃剂的合成及其在环氧树脂中的应用

由亚磷酸、乙腈和苯膦酰二氯(PPDC)合成了一种添加型阻燃剂——苯膦酰二氨基双乙基四膦酸(PAEPA)。通过FTIR和ESI-MS对PAEPA的结构进行了表征。并将PAEPA混入环氧树脂(EP)中制备了阻燃环氧树脂,通过TGA、UL-94测试和LOI测试考察了用三乙烯四胺(TETA)固化的环氧树脂的阻燃性和热性能。结果表明,当w(P)=2.6%时,环氧热固性材料表现出优异的阻燃性能,并通过了UL94实验的V-0等级,LOI为29.8%。热重分析结果表明:800℃的残炭量为17.7%。SEM结果表明:EP/TETA体系中的PAEPA明显促进环氧树脂形成更致密、丰富的密封炭层,以提高燃烧过程中基体的阻燃性能。     

碘化多壁碳纳米管制备含有Ag/MWCNTs复合材料的银-环氧树脂浆料

提出一种将多壁碳纳米管碘化后制备银/多壁碳纳米管（Ag/MWCNTs）复合材料的方法。通过球磨对碘化多壁碳纳米管进行了功能化，并通过透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、拉曼光谱和热重分析（TG）对其进行了表征。结果表明，经碘化处理后，银纳米粒子（Ag-NPs）能更好地粘附在碳纳米管表面，改善了银纳米粒子与碳纳米管之间的连接。羟基（-OH）基团的伸缩振动明显增强，激活了碳纳米管的表面，增加了碳纳米管表面Ag⁺形核的数量。在260 ℃以下，Ag/MWCNTs复合材料的质量损失小于MWCNTs的质量损失。最后，制备了银-环氧树脂浆料，发现使用Ag/MWCNTs复合物制备的浆料具有最低的电阻率和最高的热导率。     

电热作用对碳纤维/环氧树脂界面性能的影响

为了研究电热作用对碳纤维/环氧树脂界面性能的影响机理,对不同强度电流处理后的碳纤维单丝/环氧树脂复合材料的界面剪切强度(IFSS)进行了表征。并采用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱仪(FT-IR)、X射线光电子能谱仪(XPS)、差示扫描量热仪(DSC)等实验手段分析了电流强度对界面性能的影响机理。结果表明,随着电流强度的提升,碳纤维单丝/环氧树脂复合材料的界面温度随之升高。IFSS呈现先增大后减小的趋势。2～6 mA直流电流加载一定时间后,碳纤维的表面形貌变化不明显,界面组分发生了后固化反应,玻璃化转变温度(T_g)呈上升趋势;当电流强度继续增大到8 mA(200℃)时,碳纤维表面的上浆剂出现明显烧蚀的现象,界面组分的大分子链发生断裂并逐渐老化,T_g降低。综合分析认为,碳纤维导电产生的焦耳热引起了界面组分物化性能的改变,是导致碳纤维/环氧树脂IFSS变化的主要原因。     

中温固化环氧树脂芳纶Ⅲ纤维复合材料性能研究

对芳纶Ⅲ纤维和及其织物(F-3S175)的性能进行测试,采用热熔法制备了3233中温固化环氧树脂F-3S175芳纶布预浸料,通过热压罐法成型复合材料层合板和蜂窝夹层板,进行性能测试,与Kevlar 49纤维进行对比。结果表明,芳纶Ⅲ纤维、织物和其3233树脂复合材料性能高于Kevlar 49芳纶纤维、织物及其复合材料性能。     

聚苯胺颗粒对水性环氧树脂涂层防腐性能的影响

以盐酸为掺杂剂、过硫酸铵为氧化剂、咪唑类离子液体为稳定剂，采用化学氧化聚合法合成了导电聚苯胺(PANI)颗粒，将其分散到水性环氧树脂(ER)中制成聚苯胺水性环氧防腐涂层，研究了聚苯胺颗粒对涂层防腐性能和机械性能的影响。结果表明，添加聚苯胺显著提高了水性环氧涂层的阻隔性能，信号频率f=0.01 Hz时，PANI/ER涂层的阻抗(|Z|f=0.01Hz)均高于纯ER涂层。添加5.0wt% PANI时ER涂层阻隔性能最好，浸泡0~168 h时|Z|f=0.01Hz稳定在约8.0×108 Ω?cm2，浸泡168 h后|Z|f=0.01Hz=7.5×108 Ω?cm2，远高于ER和其它PANI/ER体系。中性盐雾实验结果表明，聚苯胺赋予了涂层钝化腐蚀的能力，显著提高了涂层的防腐性能，且其添加量越高，防腐性能越好。弯曲和冲击实验结果表明，涂层的机械性能随聚苯胺含量增加先上升后降低，当聚苯胺添加量不超过5.0wt%时，涂层的机械性能优异，附着力和韧性均较好；PANI添加量增至7.0wt%时，ER涂层的脆性明显变大，机械性能下降。聚苯胺在水性环氧体系中的最宜添加量为5.0wt%，此时涂层的机械性能良好，综合防腐性能最优。