水环境下环氧树脂固化体系的性能研究

将环氧树脂E—44与多种水下固化剂配合,详细研究了固化剂粘度、固化E44的凝胶时间、拉伸性能和粘接钢片的拉伸剪切强度。进一步与增韧剂配合,研究了增韧剂用量和粘接环境对粘接性能的影响。     

玻纤增强ABS复合材料的制备及性能

以丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)及玻璃纤维(GF)为原料,以环氧树脂作为界面相容剂,研究了界面相容剂对玻璃纤维增强ABS复合材料力学性能及界面粘接的影响.结果表明:加入环氧树脂,玻纤增强ABS复合材料的力学性能明显提高;随着玻纤质量分数的增加,复合材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度均逐渐增加;玻纤质量分数为30%时,GF/ABS/环氧树脂复合材料的拉伸强度比未改性的复合材料的拉伸强度提高了30%,弯曲强度提高了25%,冲击强度也提高了50%.     

光固化ES/CEP共混物及其复合材料力学性能研究

设计了不同质量比的有机硅环氧树脂/脂环族环氧树脂(ES/CEP)共混物,采用光固化技术,分别制备了ES/CEP共混物试样(EP)、玻璃纤维增强复合材料(GF/ES-CEP)以及GF/ES-CEP复合材料为补片的粘接修理铝合金试样,重点研究了有机硅环氧树脂(ES)的质量分数对试样拉伸力学性能的影响。结果表明:CEP添加ES、EP的抗拉强度有逐渐降低的趋势,延伸率则先增加后下降,EP的力学性能在加入15%的ES时达到最佳;GF/ES-CEP复合材料抗拉强度和延伸率则随ES比例的增加先上升后下降。以GF/ES-CEP复合材料为补片的复合材料粘接修理铝合金试样主要发生胶层与损伤结构界面的剥离破坏,表明复合材料力学性能优于界面力学性能。水浴处理后,GF/ES-CEP复合材料修理铝合金试样的力学性能有明显下降,加入适量有机硅树脂可以提高修复试样的耐湿热性能。     

含二氮杂萘酮结构环氧胶粘剂的研制

以低分子质量舍二氮杂萘酮结构环氧树脂与环氧树脂E44配合作为胶粘剂基料，低分子聚酰胺(H-4)为固化剂，试制了一种在常温及中温下都有较好粘接性能的环氧胶粘剂。当配方为m(E44)：m(ER)：m(H-4)=4:4:9时．在180℃下固化3h后，测其常温下的拉伸剪切强度为17．65MPa，80℃下为19．71MPa。并研究了固化工艺对粘接性能的影响。     

环氧树脂E44改性低熔点PA6的研究

通过FTIR、DSC、XRD等研究了环氧树脂E44对低熔点聚酰胺6(LPA6)复合材料的结晶行为、力学性能、熔体流动性能及耐热性能的影响。结果表明:随着环氧树脂E44含量的提高,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度均先增大后减小,在E44含量为3%时,均达最大值,分别为89.41 MPa、95.06 MPa和7.98 kJ/m2。复合材料的维卡软化点先减小再增加,当环氧树脂用量为7份时,达到最小值64.1℃。     

g-C3N4的制备及其对环氧树脂复合材料性能的影响

以尿素为原料采用热剥离法制备类石墨相氮化碳（g-C₃N₄）,经傅里叶变换红外光谱与X射线衍射共同证明目标产物制备成功。将g-C₃N₄与环氧树脂E51混合制备多功能E51/g-C₃N₄ （CNE）复合材料。热重分析表明,与E51相比,CNE复合材料的失重10%温度和失重50%温度以及残炭量增加,热稳定性提高。动态热机械分析测试表明,CNE复合材料在室温的储能模量低于E51,而玻璃化转变温度高于E51。冲击性能测试表明,g-C₃N_{4质量分数为}3%时,CNE复合材料的冲击强度比E51提高了43.5%。电导率测试表明,g-C₃N_{4质量分数为}4%时,复合材料的电导率从E51的3.7 S/cm提高至11.3 S/cm。微型燃烧量热测试表明,复合材料的热释放速率峰值较E51明显减小,阻燃性能提高。     

碱式硫酸镁晶须增强ABS复合材料制备及性能

以丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)及碱式硫酸镁晶须为原料,以环氧树脂(ER)和苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)作为界面相容剂,研究界面相容剂对晶须增强ABS复合材料力学性能及界面粘接的影响.结果表明:加入SMA或环氧树脂,碱式硫酸镁晶须增强ABS复合材料的力学性能明显提高;SMA与环氧树脂同时加入具有明显的协同效果,使复合材料的性能更为优越.当晶须加入质量分数为15％时,复合材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度较未添加界面相容剂时分别提高了26％、19％、198％.     

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。     

纳米SiO2改性环氧树脂碳纤维体育材料及性能试验

针对传统体育器材环氧树脂碳纤维复合材料脆性大、耐冲击性能差的问题,提出用真空辅助树脂传递模塑成型工艺(VATRM)制备用于体育器材的纳米二氧化硅改性环氧树脂碳纤维复合材料,借助电子万能试验机和落锤式冲击实验机研究了该复合材料的横向拉伸性能和抗冲击性能。结果表明:当纳米二氧化硅质量分数为1%时,纳米二氧化硅/环氧树脂复合材料的横向拉伸性能最佳,断裂伸长率为0.5%;横向拉伸强度为41.7 MPa,拉伸模量为79.9 GPa,比纯环氧树脂碳纤维复合材料的横向拉伸强度、拉伸模量分别提高124.2%和12.5%。经纳米二氧化硅改性的环氧树脂碳纤维复合材料最大冲击力为2 216 N,比纯环氧树脂碳纤维复合材料最大冲击力提高了37.2%左右。     

环氧树脂/碳纳米管复合材料的性能研究

采用溶液混合法制备了环氧树脂/碳纳米管复合材料,探讨了碳纳米管的含量对复合材料拉伸和导电性能的影响。结果表明:随着碳纳米管含量的增加,复合材料的拉伸强度、杨氏模量和断裂伸长率均先提高后降低;当其质量分数为0.6%时,复合材料拉伸性能达到最优值且比纯环氧树脂分别提高了82.5%,40.2%和43.8%。复合材料的电导率呈现典型的渗阈行为,当碳纳米管的质量分数为1.8%时,复合材料电导率为1.31×10-5S/m,达到了半导体级别。     

环氧树脂/有机蒙脱土复合材料的制备与力学性能研究

利用插层聚合法制备了环氧树脂/有机蒙脱土(EP/OMMT)复合材料.采用XRD对复合材料进行了表征,并研究了复合材料力学性能.实验表明:环氧树脂/有机蒙脱土形成了剥离型的纳米复合材料结构;环氧树脂中加入适量的有机蒙脱土,可以提高环氧树脂的拉伸强度和冲击强度.当经过改性的OMMT质量分数为5%时,EP/钛酸酯偶联剂(Coupler)-OMMT复合材料的拉伸强度达到51.21 MPa,提高了40.26%;当OMMT质量分数为3%时,EP/Coupler-OMMT复合材料冲击强度达25.31 kJ/m2,提高了34.56%.     

纳米SiO2改性EP对基体力学性能和芳纶纤维/EP复合材料界面性能的影响

研究了纳米SiO2对环氧树脂(EP)基体力学性能的影响,并进一步采用对位芳纶纤维(F-12)增强环氧树脂,制备了NOL环复合材料,通过复合材料层间剪切性能测试考核了F-12与环氧树脂之间的界面粘接性能.结果表明:环氧树脂中添加适量的纳米SiO2能够有效提高环氧树脂浇注体的拉伸强度、拉伸弹性模量、冲击强度.纳米SiO2的加入,可以有效改善F-12与环氧树脂基体之间的界面粘接性能,降低复合材料的空隙率,F-12/纳米SiO2(6%)-EP复合材料的层间剪切强度(ILSS)提高约60.3%.     

CSM改性环氧树脂性能研究

以环氧树脂(E-44)为基体,氯磺化聚乙烯(CSM)为增韧剂,纳米TiO2为填料,制备了环氧树脂/CSM复合材料,研究了改性物对复合材料的拉伸性能、冲击性能及耐腐蚀等性能的影响。实验结果表明CSM质量为环氧树脂的6%、TiO2为5%时,环氧树脂/CSM复合材料性能最佳。复合材料冲击强度达到11.25MPa,拉伸强度为8.775MPa,复合材料的耐腐蚀性也得到了一定的改善。环氧树脂/CSM复合材料冲击断面扫描电镜图片表明,改性后由脆性断裂转变为韧性断裂。     

等离子体改性MWCNTs对环氧树脂力学性能的影响

以等离子体表面处理方式对多壁碳纳米管(简称碳纳米管)进行表面改性,采用红外光谱仪对原始碳纳米管和等离子体处理后的碳纳米管进行了表征,利用透射电镜观察了等离子体处理前后碳纳米管的形貌。以原始的碳纳米管和经过等离子体改性处理后的碳纳米管作为填料,制备了碳纳米管/环氧树脂复合材料,研究了等离子体处理前后碳纳米管的加入对环氧树脂的力学性能的影响。结果表明:添加碳纳米管后提高了环氧树脂复合材料的力学性能。原始碳纳米管质量分数达0.75%时,复合材料的拉伸强度、冲击强度分别较纯环氧树脂提高15.1%,4.8%。等离子体处理后的碳纳米管质量分数达1.00%时,复合材料的拉伸强度、冲击强度分别较纯环氧树脂提高77.0%,71.5%。并利用场发射电镜观察了碳纳米管在环氧树脂基体中的分散情况。     

玻纤增强苯乙烯-丙烯腈-环烯烃复合材料的制备和性能

以苯乙烯-丙烯腈-环烯烃树脂（CO-SAN）和玻璃纤维（GF）为原料,以苯乙烯-马来酸酐（SMA）和环氧树脂作为界面相容剂,研究了界面相容剂与玻纤增强CO-SAN复合材料相容性以及对其力学性能、热学性能的影响。结果表明,加入SMA或环氧树脂、GF增强CO-SAN复合材料的力学性能明显提高;SMA与环氧树脂复配有明显的协同效果,同时加入SMA和环氧树脂后的复合材料的性能更加优越,界面粘接性能得到很大的改善,在玻纤加入量为质量分数20%时,其拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、维卡软化点温度较未添加界面相容剂时分别提高了59%、25%、33%、17%。     

尾矿粉/秸秆纤维素/环氧树脂复合材料制备及性能研究

采用甲苯和乙醇萃取,碱液、过氧化氢溶液浸泡提取的秸秆纤维素和用硅烷偶联剂KH560表面改性处理的尾矿粉,作为添加剂加入到环氧树脂(E-44)固化体系中,制备尾矿粉/秸秆纤维素/环氧树脂复合材料;并对复合材料的力学性能、热性能、结构与形态进行测试与表征.结果表明:纤维素的(-OH)结构已经部分参与到环氧树脂的固化反应中.复合材料的冲击强度、热稳定性随秸秆纤维素和尾矿粉的加入而增加,冲击强度最高的配方为纤维素质量分数为5％,尾矿粉质量分数为10％,冲击强度为1.096 kJ/m2;拉伸强度则随尾矿粉的加入而下降.SEM分析表明:秸秆纤维素及尾矿粉的存在使得断面呈现出韧窝结构,复合材料体系产生相界面效应.     

短纤维增强热塑性聚氨酯弹性体复合材料的性能研究

通过短切碳纤维(CF)与热塑性聚氨酯弹性体(TPU)共混改性制得一系列不同CF质量分数(含量)、不同方法处理CF的碳纤维/TPU复合材料。重点研究了不同CF质量分数和不同表面处理方法对碳纤维/TPU复合材料的微观形态、物理机械性能、热性能和动态力学性能的影响。研究结果表明:随着CF质量分数的提高,复合材料的杨氏模量和压缩模量逐渐提高,当CF质量分数为25%时,拉伸强度出现最大值。热性能和动态性能也均以CF质量分数为25%时最佳。各种表面处理中以胺基硅烷KH5501处理CF对CF/TPU复合材料的机械性能和热稳定性改善效果明显;而TCA-K44和浓硝酸氧化刻蚀CF/TPU复合材料则表现出较好的韧性和弹性。SEM分析结果表明,TPU与CF间具有很好的粘接。     

四针状氧化锌晶须/互穿网络聚合物复合材料研究

以CYD-127环氧树脂(EP)、聚氨酯(PU)、柔性固化剂聚醚胺D400和四针状氧化锌晶须(T-ZnOw)为原料制备了PU-EP IPNs互穿网络聚合物及其复合材料。通过红外光谱、热机械分析、热分析、电镜分析及力学性能测试研究了不同配方PU-EP IPNs的阻尼性能,以及填料T-ZnOw对PU-EP IPNs/T-ZnOw复合材料阻尼性能、拉伸性能和热稳定性的影响。研究表明:PU质量分数30%的PU-EP IPNs的有效阻尼温域(△T)最宽,达到113.3℃,PU质量分数10%的PU-EP IPNs的阻尼峰值最大。当改性T-ZnOw用量为环氧树脂质量的1%时,复合材料阻尼性能最好。T-ZnOw质量分数为2%时,复合材料拉伸强度最大。随T-ZnOw用量增加,复合材料热稳定性提高。     

基于生态修复的碳纤维复合材料制备与性能研究

采用熔融浸渍工艺制备了基于生态修复的碳纤维复合材料,研究了碳纤维质量分数对CCF/PA6复合材料物相组成、动态力学性能、热稳定性和拉伸性能的影响。结果表明：纯PA6含有α和γ晶型;CCF/PA6复合材料中只存在γ衍射峰,α衍射峰基本消失;不同碳纤维质量分数的CCF/PA6复合材料的储能模量、玻璃化转变温度、初始结晶温度、结晶峰温度、初始结晶温度都相对纯PA6有所增加,结晶结束时间缩短。相较于纯PA6的拉伸强度(71 MPa),而不同碳纤维质量分数的CCF/PA6复合材料的拉伸强度相对PA6都有不同程度地提高;随着碳纤维质量分数的增加,CCF/PA6复合材料的拉伸强度先增大后减小,在碳纤维质量分数为45%时取得最大值987 MPa。基于生态修复的CCF/PA6复合材料中适宜的碳纤维添加量为45%。     

环氧树脂改性水性聚氨酯乳液的研究

先以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚氧化丙烯二醇(PPG2000)和二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料合成预聚体,再加入环氧树脂(E44或E51)接枝共聚改性制备了水性聚氨酯(WPU)乳液。探讨了不同环氧树脂及含量对WPU性能的影响,并对乳液稳定性、力学性能、吸水率、接触角和热性能等进行了测试和表征。结果表明,适量的环氧树脂改性的WPU乳液比较稳定;随着环氧树脂含量的增加,乳液粒径和黏度增大,同时涂膜的拉伸强度增大,断裂伸长率下降,吸水率下降,水接触角增大,涂膜的高温分解残余量增加。E44质量分数在6%~8%时,改性WPU乳液综合性能较好。