聚醚酰亚胺对炭黑填充环氧树脂复合材料导电性能和吸波性能的影响

利用反应诱导方法设计制备了炭黑(CB)包覆环氧树脂(EP)微球/聚醚酰亚胺(PEI)(EP/PEI/CB)复合材料。研究了该复合材料的微观结构,测量了其导电性能及在Ka波段的吸波性能,并与CB填充EP(EP/CB)复合材料进行了对比。结果表明,在EP/PEI/CB中,CB选择性分布在PEI相中并形成较规则的立体网状连续相,EP为30μm左右大小的微球分散相,与EP/CB相比具有更低的体积电阻率。EP/PEI/CB属于一种谐振腔式吸波体,在33～40 GHz范围具有较好的吸波性能且优于EP/CB,最大吸收峰出现在35.61 GHz,峰值反射率(R)为–17.40 dB,吸收带宽3.22 GHz(R–10 dB).     

炭黑/环氧树脂复合材料阻温特性研究

分别以低结构炭黑(F101)和高结构导电炭黑(XE2)作为导电填料,不同牌号(E-54,E-51和E-44)的环氧树脂(EP)作为基体树脂,采用超声分散溶液混合法制备了炭黑/环氧树脂(CB/EP)复合材料.研究了CB结构、CB含量和EP基体等对复合材料正温度因数(PTC)效应的影响.结果表明:F101/EP复合材料具有...     

二氧化硅对EP/CB复合材料电性能的影响

以二氧化硅( SiO2)为添加剂,低结构炭黑(CB)为导电填料,环氧树脂(EP)为基体树脂,甲基四氢邻苯二甲酸酐( MeTHPA)为固化剂,采用超声分散溶液混合法制备EP/CB/SiO2复合材料.通过电阻-温度特性测试和扫描电镜等分别对其电性能和微观形貌进行了表征与分析.结果表明,随SiO2含量增加,复合材料的室温体积电阻率先下降后上升,当SiO2质量分数为0.5％时,电阻率达到最小值;含SiO2的EP/CB/SiO2导电复合材料仍具有正温度系数( PTC)和负温度系数(NTC)效应,但其PTC强度小于EP/CB复合材料,NTC效应也弱于EP/CB体系.     

CTBN对CB/EP基导电复合材料电性能的影响

以低结构CB(炭黑)为导电填料、EP(环氧树脂)为基体、CTBN(端羧基液体丁腈橡胶)为改性剂和2,4-EMI(2-乙基-4-甲基咪唑)为固化剂,采用超声分散法制备CB/EP基导电复合材料.研究结果表明:CB/EP基导电复合材料具有明显的导电渗流行为,其渗流阈值为w(CB)=7.1％;当w(CTBN)=12％时,含CT...     

炭黑/环氧树脂复合材料导电行为的研究

分别采用不同的混合分散方法制备炭黑/环氧树脂(CB/EP)复合材料(CB牌号为F101、XE2,EP牌号为E-54、E-51和E-44),研究了制备工艺、CB用量和CB结构等对复合材料导电性能的影响。结果表明:不同方法制得的复合材料体积电阻率的大小依次为机械混炼法离心混合法超声分散法;CB/EP复合材料的导电性能随CB用量增加而显著提高,并且F101/E-54、XE2/E-54复合材料体系均表现出明显的导电渗流行为;CB结构对复合材料的导电性能影响较大,F101/E-54、XE2/E-54复合材料体系的导电渗流阈值分别为3.85%、0.47%。     

玻璃钢复合材料拉-拉疲劳性能试验方法及其改进

采用热压成型方法制备连续玻璃纤维增强热塑/热固性复合材料(GF/EP/PC),并与GF/PC复合材料进行力学性能测试比较和SEM照片观测分析了影响复合材料力学性能的因素.研究结果表明,GF/EP/PC复合材料的拉伸弹性模量与弯曲弹性模量分别为GF/PC复合材料的16.4倍和8.8倍,拉伸强度和弯曲强度分别提高了1.7倍和3.7倍;结合其力学破坏形貌照片,分析了纤维和树脂的粘接情况和材料的破坏模式以及PC树脂与芯层GF/EP复合材料的粘接情况.     

高抗冲抗静电聚碳酸酯复合材料的研制

以导电炭黑、聚碳酸酯(PC)和苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯共聚物(SEBS)作为基体材料,通过熔融共混的方法制备了高抗冲抗静电复合材料.研究了炭黑类型、炭黑用量、基体树脂组成对电性能和力学性能的影响.结果表明,以高结构性的导电炭黑CB3000为导电填料,PC/SEBS在80/20质量比时,能够获得电性能和力学性能俱佳的复合材料.PC/SEBS/CB3000(90/10/3.5)体系在保持导电性能的同时实现了脆韧转变,缺口冲击强度达到50 kJ/m<'2.经扫描电镜(SEM)分析表明,双连续结构的形成是PC/SEBS/CB复合材料实现脆韧转变的主要原因.     

混杂碳质填料对聚丙烯流变性能的影响

为研究多种碳质填料混杂对聚丙烯(PP)流变性能的影响,采用熔融共混法制备了聚丙烯(PP)/石墨烯(GNP)/碳纳米管(CNT)/炭黑(CB)复合材料,采用旋转流变仪研究了复合材料的流变行为。结果表明,加入的碳质填料,显著提高了复合材料的储能模量(G')、损耗模量(G″)以及复数黏度(η*)。在相同含量下,PP/CNT复合材料流变逾渗值最小,其次是PP/CB,最后是PP/GNP。当CNT含量超过0.5%时,PP/GNP/CNT复合材料出现了模量平台;当CB含量超过3%时,PP/GNP/CB复合材料出现模量平台;CNT与CB的协同作用最佳,CNT和CB的加入有利于GNP的分散;GNP与少量的CNT和CB共混能使G'、G″以及η*得到明显提高,同时,能够大幅减小流变逾渗值;纯PP以及PP/GNP复合材料的损耗因子随频率的增加而下降,PP/CNT、PP/CB、PP/GNP/CNT/CB复合材料损耗因子随频率增加呈先升高后下降的趋势。     

组分对PC/PBT/GF三元复合材料的影响

通过双螺杆挤出机制备了聚碳酸酯(PC)/聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)/玻璃纤维(GF)三元复合材料,研究了PC,PBT,GF以及增容剂的含量对复合材料的影响。结果表明,在PC/PBT体系中,当PC∶PBT=7∶3时复合材料可以达到较好的刚韧平衡,拉伸强度为71.6 MPa,缺口冲击强度为10.21 kJ/m~2;在PC/PBT/GF复合材料中GF可以起到异相成核的作用,提高了复合材料的结晶速度,随着GF含量的增加,弯曲强度逐渐增加,拉伸强度先上升后下降,缺口冲击强度先下降后上升;增容剂KH–550,AX8900以及PTW均能改善PC/PBT/GF三元复合材料的相容性,其中AX8900增容效果最佳,从力学性能表明,加入1%的AX8900,PC/PBT/GF复合材料的性能最平衡,弯曲弹性模量和缺口冲击强度分别是没有添加增容剂的1.13倍和2.11倍。     

环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料制备及性能的研究进展

介绍蒙脱土(MMT)的性质及其有机化改性,详细阐述了环氧树脂(EP)/MMT纳米复合材料的制备方法及其性能,以及MMT在EP中的剥离机理,指出实现MMT在EP基体中完全剥离的方法仍是目前制备EP/MMT纳米复合材料的关键问题.     

Effects of Carbon Nanofiber on Dielectric Properties of PMN/CNFs/EP Composites

A kind of new composite material composed of piezoelectric ceramic lead magnesium niobate-lead zirconate-lead titanate (PMN)/carbon nanofibers (CNFs)/epoxy resin (EP) were prepared by a resin casting method. The effects of carbon nanofibers on dielectric properties of PMN/CNFs/EP composites were investigated in this paper. The concetration of CNFs had significant effects on dielectric constant, dielectric loss, dielectric frequency dependence and dielectric temperature dependence of PMN/CNFs/EP composites. When the content of CNFs increased from 0 to 0.8 wt% of the epoxy resin, the dielectric constant at 1 kHz increased sharply from 13.6 to 158, and the dielectric loss increased from 0.0524 to 2.59. In plots of the dielectric constant against frequency and dielectric loss against frequency, the dielectric constant and dielectric loss reduced dramatically at lower frequency ranging from zero to about 10⁵ Hz, then approach to be stable at frequency higher than 10⁵ Hz. Moreover, as to the effects of temperature on dielectric constant and dielectric loss of PMN/CNFs/EP composites, the dielectric constant of composite increased ranging from 25°C to 160°C, and the dielectric loss of composite also showed increase besides that with CNFs content 0.8 wt%.     

The production of carbon nanotube/epoxy composites with a very high dielectric constant and low dielectric loss by microwave curing

Multiwalled carbon nanotube (MWCNT)/epoxy (EP) composites were developed using microwave curing (m-MWCNT/EP). They have a very high dielectric constant and low dielectric loss. For comparison, composites based on the same components were also prepared by thermal curing (t-MWCNT/EP). Results show that the two types of composites have greatly different dielectric properties. With the same content of MWCNTs, m-MWCNT/EP composites show a much higher dielectric constant and lower dielectric loss than t-MWCNT/EP composites. Specifically, the dielectric constant and loss at 100 Hz of m-MWCNT/EP composite with 0.04 vol% MWCNTs are about 2.5 and 0.05 times the corresponding value of t-MWCNT/EP composites, respectively, because of their different structures. Compared with t-MWCNT/EP composites, the nanotubes in m-MWCNT/EP composites not only have a better dispersion in the matrix, but also align in a direction. An equivalent circuit model was set up to evaluate the influence of dispersion and spatial distribution of MWCNTs on the dielectric properties. It shows that it is possible to control the dispersion and spatial distribution of carbon nanotubes using a different curing technique to obtain high performance composites with unexpected dielectric properties, especially those with very high dielectric constant and low dielectric loss.     

玻璃纤维布增强EP/PPO复合材料性能及应用

利用材料试验机、扫描电镜、高频微波仪及差示扫描量热仪研究了玻璃纤维布增强环氧树脂(EP)/聚苯醚(PPO)复合材料的弯曲性能、相态、介电性能和耐热性。结果表明,树脂含量对EP/PPO复合材料的弯曲强度和介电性能影响很大,在树脂质量分数约为40%时,复合材料的弯曲强度最大;当树脂质量分数大于30%时,介电常数的理论预测值与实验结果基本符合;硅烷偶联剂KH-550处理玻璃纤维布制得复合材料的弯曲性能较优;玻璃纤维布增强EP/PPO复合材料的热性能比纯EP/PPO树脂的热稳定性好。     

增容剂对PE-HD/PC/CB导电复合材料PTC效应的影响

研究了增容剂马来酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)、乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)对高密度聚乙烯(PE-HD)/聚碳酸酯(PC)/炭黑(CB)复合材料导电性能的影响。结果表明,加入增容剂有利于增强复合材料的正温度系数(PTC)效应,其中嵌段共聚物SBS对复合材料PTC效应的改善效果相对较好,SBS含量为4%(质量分数,下同)时,复合材料的PTC强度最高,比未添加时提高了14.3%;接枝共聚物PE-g-MAH的加入对复合材料PTC效应的增强效果弱于SBS;无规共聚物EVA的加入对负温度系数(NTC)现象具有明显的抑制作用,使复合材料的NTC强度从0.3下降至0.08。     

碳纤维三维网络体增强环氧树脂复合材料的性能

以酚醛树脂粘结短切碳纤维(SCF)并炭化制得碳纤维三维网络增强体(CFNR),再采用真空袋成型法浸入环氧树脂(EP)制得新型EP/CFNR复合材料。通过显微镜观察CFNR和复合材料的微观结构,采用万能试验机测试力学性能,以及用电阻仪测定导电性能等方法对复合材料进行了评价。结果表明,炭化后的酚醛树脂将SCF粘结成连续的三维网络结构,EP/CFNR复合材料中SCF间有明显可见的炭质粘结点;当SCF质量分数为7.3%时,EP/CFNR复合材料较纯EP,EP/SCF复合材料的弯曲强度分别提高33%,29%,压缩强度分别提高23%,10%,同时,其体积电阻率是EP/SCF复合材料的1/45。     

混炼方式对螺旋纳米碳纤维增强天然橡胶复合材料力学性能的影响

采用干法和湿法两种混炼工艺制备了螺旋纳米碳纤维(HCNFs)/炭黑(CB)/天然橡胶(NR)复合材料,通过扫描电镜、拉伸试验机和应变扫描仪分别对所制备复合材料的界面形貌、力学性能和Payne效应进行了测试分析,考察了混炼方式对复合材料宏观力学性能及Payne效应的影响。结果表明,与纯CB填料相比,在干湿两种混炼方式下,添加适量的HCNFs(1～6份)能提高HCNFs/CB/NR复合材料的300%定伸应力、扯断伸长率、拉伸强度和硬度。与干法混炼相比,湿法混炼能明显增强HCNFs/CB/NR复合材料的Payne效应,并提升在HCNFs高添加量(2～6份)条件下的拉伸强度和扯断伸长率,这主要源于湿法混炼能够有效改善HCNFs在橡胶基质中的分散性。     

酸化石墨烯改性环氧树脂及其碳纤维复合材料力学性能研究

针对石墨烯在复合材料增强增韧上的应用,对石墨烯进行了酸化处理,采用超声分散方法制备酸化石墨烯/环氧树脂(EP)浇注体,并在此基础上制备了酸化石墨烯/碳纤维(CF)/环氧树脂(EP)复合材料。分别利用红外光谱和透射电镜表征了酸化石墨烯表面结构和微观形貌,利用拉伸、弯曲、冲击等机械测试手段评价了酸化石墨烯改性EP和CF-EP的力学性能,并利用扫描电镜对复合材料拉伸断面形貌进行观察。试验结果表明:石墨烯酸化处理后,成功在表面引入了羟基、羧基等极性基团;酸化石墨烯可对EP和CF/EP进行有效增强增韧,当其添加量为0.2wt%时,EP拉伸强度和冲击强度分别提高了23.3%和109.8%,CF/EP拉伸强度、弯曲强度分别提高了6.0%和10.6%,当酸化石墨烯添加量为0.5wt%时,CF/EP复合材料层间剪切强度提高了7.4%。微观形貌分析表明,酸化石墨烯对CF/EP增强改性主要是通过对EP进行增强增韧,同时提高CF和EP之间的界面性能来实现的。     

UHMWPE对有机PTC复合材料的稳定作用

利用传统的熔融－混合方法制备碳黑填充的聚丙烯（PP）／超高分子质量聚乙烯（UHMWPE）复合材料,当P／UHMWPE质量比大于3／7时,碳黑填充PP／UHMWPE复合物的正温度系数（PTC）和负温度系数（NTC）效应类似于碳黑填充的纯PP聚合物,但当质量比等于或小于3／7时,复合物所表现的PTC效应非常相似于碳黑填充充的纯UHMWPE聚合物,在复合物中采用粘度非常高的聚合物作为一种组分可以有效消除NTC效应。     

Dispersion,Mechanical and Thermal Properties of Epoxy Resin Composites Filled with the Nanometer Carbon Black

The nanometer carbon black (CB) was employed to prepare epoxy resin/carbon black (EP/CB) composites by blending-casting method. The different modified methods of silicone coupling agent were used to improve the dispersion of CB in epoxy resin. The mechanical and thermal properties of EP/CB composites were investigated. Experimental results showed that the mechanical properties increased at first, but decreased with excessive addition of CB. When the mass fraction of CB was 2%, the mechanical properties were maximum. The use of modified CB significantly enhanced the mechanical properties of the composites. For given CB loading, the CB modified by pretreatment method displayed better dispersion in the epoxy resin than that of the direct mixing method. SEM observation revealed that the tensile fracture surface of the composite filled with 2 wt% modified CB held more microcracks than that of 5 wt% modified CB, and the formed microcracks could consume more energy of rupture, finally to have better tensile strength. DSC analysis showed that the glass transition temperature (Tg) of the composites increased with the increasing mass fraction of CB.