环氧树脂改性MC尼龙/碳纤维/二硫化钼复合材料的研制

利用E-51环氧树脂(EP)改性MC尼龙,并以碳纤维(CF)粉为增强剂、二硫化钼(MoS2)为润滑剂、炭黑为增容剂,制备了MC尼龙复合材料.分别研究了EP,CF粉及MoS2的用量对MC尼龙复合材料性能的影响,并测试了MC尼龙复合材料与钢及铝合金摩擦时的耐磨损性能.结果表明,当MC尼龙用量为100份、EP为1.5份、CF粉为13份、MoS2为6.5份、炭黑为3.5份时,MC尼龙复合材料具有较好的力学性能和摩擦性能.相对于钢,该MC尼龙复合材料与铝合金摩擦时的耐磨损性能较好.     

异辛酸稀土含油MC尼龙的性能和应用研究

在甲醇钠催化剂和甲苯二异氰酸酯助催化剂的存在下,采用异辛酸稀土、改性润滑油改性MC尼龙,考察了异辛酸稀土含油MC尼龙的力学性能和摩擦磨损性能.结果表明,异辛酸稀土含油MC尼龙的弯曲强度、缺口冲击强度等力学性能得到提高,特别是其耐磨、减摩及自润滑性能有明显改善,吸水率大幅度降低.异辛酸稀土含油MC尼龙在两家企业试用半年,发现以其制备的产品的缺口冲击强度提高约30%,摩擦因数降低约30%.     

尼龙66的环氧改性研究

采用环氧树脂(EP)对尼龙66(PA66)进行化学扩链改性,对改性PA66的力学性能、流变行为和耐热性能进行了测试和表征。结果表明,随着EP用量的增加,改性PA66的熔体体积流动速率(MVR)降低;当EP的质量分数为4.0%时,改性PA66的缺口冲击强度、拉伸强度、弯曲强度较纯PA66分别提高了50.2%、22.0%和44.7%。     

EP/CFDSF/CNTs复合材料的力学性能和电学性能

采用浓硝酸和浓硫酸改性碳纳米管(CNTs),然后以环氧树脂(EP)为基体、碳纤维双层间隔织物(CFDSF)为增强体制备了EP/CFDSF/CNTs复合材料,研究了改性CNTs含量对EP/CNTs和EP/CFDSF/CNTs复合材料力学性能及电学性能的影响。结果表明,随改性CNTs含量增加,两种复合材料的弯曲强度和缺口冲击强度均先升高后降低,当改性CNTs的含量为2.5份时,两种复合材料的力学性能最好,EP/CFDSF/CNTs复合材料的弯曲强度和缺口冲击强度分别为145.18 MPa和18 kJ/m~2,分别较EP/CNTs复合材料提高了12.5%和18.4%。随改性CNTs含量增加,两种复合材料的体积电阻率降低,当达到渗滤阈值即改性CNTs的含量为2.5份后下降明显,EP/CNTs复合材料的体积电阻率为25.9Ω·cm,而EP/CFDSF/CNTs复合材料的体积电阻率为20.85Ω·cm。     

超韧耐磨MC尼龙的制备及性能研究

以聚醚、纳米炭黑等作为单体浇注尼龙(MC尼龙)的改性剂,采用原位聚合法制备了超韧耐磨MC尼龙,并对其性能进行了表征.结果表明,聚醚、纳米炭黑配合使用可大幅度提高MC尼龙的韧性和耐磨性;随聚醚用量的增加,MC尼龙的断裂伸长率、缺口冲击强度提高,而拉伸强度、密度、硬度和磨耗体积降低.     

增韧尼龙612/尼龙6合金的性能

采用双螺杆挤出机对尼龙612 (PA612)及PA612/尼龙6 (PA6)合金进行增韧改性,研究了增韧剂类型、添加量对PA612以及PA6添加量对增韧PA612/PA6合金的力学性能、熔体流动速率和维卡软化点温度的影响。结果表明,三元乙丙橡胶接枝马来酸酐(EPDM-g-MAH)、聚烯烃弹性体接枝马来酸酐(POE-g-MAH)、聚乙烯接枝马来酸酐(PE-g-MAH)三种增韧剂对PA612起到了不同程度的增韧效果,其中EPDM-g-MAH效果最明显;当EPDM-gMAH的添加量由0份增至20份时,材料的断裂伸长率、简支梁缺口冲击强度逐步提高,而拉伸强度、弯曲强度、熔体流动速率、维卡软化点温度逐步降低,EPDM-g-MAH添加量变化对材料的简支梁缺口冲击强度影响最大,而对维卡软化点温度影响最小。添加15份EPDM-g-MAH增韧不同配比的PA612/PA6合金,当PA6的用量由0份增至85份时,增韧PA612/PA6合金的拉伸强度、弯曲强度、维卡软化点温度、吸水率逐步提高,而断裂伸长率、简支梁缺口冲击强度逐步降低,PA6添加量变化对材料的吸水率影响最大,而对材料的简支梁缺口冲击强度影响最小。     

PA6/EP/LiCl/SiO_2复合材料的结构与性能

采用熔融挤出工艺制备了尼龙(PA)6/环氧树脂(EP)/LiCl/SiO2复合材料。研究了EP的含量对PA6/EP/LiCl/SiO2复合材料的结晶行为、力学及加工性能的影响。研究发现,随着EP含量的增加,复合材料的结晶度降低、结晶不完善程度增大、PA6结晶受限,PA6/EP/LiCl/SiO2复合材料的拉伸强度、缺口冲击强度、弯曲强度总体上表现出先增大后减小的趋势,而熔体流动速率呈先减小后升高的趋势。当EP含量为3份时复合材料的拉伸强度、缺口冲击强度和弯曲强度均达到最大值,分别为94.68 MPa,11.5 kJ/m2和135.36 MPa。     

玻璃纤维增强MC尼龙力学性能的研究

用玻璃纤维对MC尼龙复合材料进行改性,研究了玻璃纤维含量及长度对MC尼龙复合材料力学性能的影响。结果表明:玻纤含量50%的MC尼龙同玻纤含量40%的MC尼龙相比,冲击强度、拉伸强度、弯曲强度分别提高29.63%、5.43%,6.47%;MC尼龙复合材料的拉伸强度、弯曲强度及冲击强度随玻璃纤维长度的增长而增加,玻纤的长度越长,MC尼龙复合料力学性能提升效果越好;MC尼龙复合材料弯曲强度与玻纤重均长度为正相关关系,随着玻纤重均长度增大而增大。     

引发剂和活化剂用量对MC尼龙性能的影响

通过改变催化剂(包括引发剂和活化剂)用量合成四个系列MC尼龙,研究了引发剂和活化剂用量的变化对MC尼龙合成、结构和力学性能的影响。实验结果表明：引发剂和活化剂的用量对MC尼龙的对聚合速率、单体转化率、结晶度和结晶温度有一定的影响,同时也对拉伸强度、缺口冲击强度、弯曲强度和弯曲模量影响很大。     

改性剂对氧化石墨烯/铸型尼龙复合材料力学性能的影响

采用改进的Humeers法制备氧化石墨烯(GO),然后使用环氧丙基三甲基氯化铵(GTMAC)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、马来酸酐接枝高密度聚乙烯(HDPE-g-MAH)和马来酸酐接枝超高分子量聚乙烯(UHMWPE-g-MAH)四种不同柔性链的改性剂分别改性GO。并经傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)等对改性GO及铸型(MC)尼龙复合材料进行测试和表征,结果表明:CTAB改性GO层间距最大,在尼龙基体中分散最好。力学强度测试结果表明:改性GO的分散性对复合材料的性能影响较大,使用CTAB改性GO制得的MC尼龙复合材料性能最佳,当GO-g-CTAB加入量为己内酰胺用量的0.05%时,与未改性GO/MC尼龙复合材料相比,其弯曲强度提高了9.3%,冲击强度提高了60%,拉伸强度和压缩强度也分别提高了2.0%和15.8%。改性剂链的柔性对铸型尼龙综合力学性能也有重要的影响,HDPE和UHMWPE改性GO的添加显著提高了复合材料的冲击性能,但材料的拉伸强度略有下降。     

挤出级改性PA6的研究

以高黏尼龙6(PA6)为基体,加入增韧剂、增塑剂,成功制备了低弯曲弹性模量挤出级改性PA6。研究结果表明,在聚乙烯接枝马来酸酐(PE-g-MAH)增韧PA6中,加入增塑剂己内酰胺,大幅改善了PA6的柔顺性。当己内酰胺用量为12.5份、PE-g-MAH用量为12份时,增韧PA6的弯曲强度及弯曲弹性模量分别达到15.3 MPa和600 MPa,而悬臂梁缺口冲击强度高达109.4 k J/m2,从而使增韧PA6保持了一定的刚性,同时还具有橡胶的柔顺性。差示扫描量热分析表明,加入己内酰胺并没有破坏PA6分子内部的氢键,反而增加了PA6分子链段重排的能力,使其规整度进一步增加,当己内酰胺用量从0份增加至10份时,PA6的结晶度从34.21%提高到40.58%。     

聚醚砜/碳纳米管对环氧树脂的协同增韧

通过同时添加少量聚醚砜(PESU)及碳纳米管(CNTs)对环氧树脂(EP)进行增强增韧改性。首先采用热溶法使PESU完全溶解在EP中,再利用三辊研磨机的机械剪切作用帮助CNTs分散在EP/PESU体系中,制得EP/PESU/CNTs复合材料浇铸体试样。结果表明,CNTs和PESU的加入,在没有牺牲EP热性能的情况下,试样的断裂韧性、缺口冲击强度、弯曲强度、储能模量得到提高;同时其拉伸强度未受到不利影响。当PESU含量为10份,CNTs含量为0.15份时,试样的断裂韧性和缺口冲击强度达到最大值,分别为5.29 MPa·m1/2和212 J/m,相比纯EP提升49.4%和81.2%;CNTs含量为0.1份时,试样弯曲强度达到最大值216 MPa,相比纯EP提升24.1%。通过扫描电子显微镜分析发现,PESU相分离形成的热塑性微球和CNTs在微米和纳米两个尺度上对EP起到了协同增韧的作用。     

PA610/PC合金的制备及其力学性能研究

分别选用环氧树脂(EP)及(乙烯/马来酸酐/甲基丙烯酸缩水甘油酯)三元共聚物(EMG)为增容剂,采用熔融挤出法制备了PA610/PC/EP合金和PA610/PC/EMG合金,并研究了这两种合金的力学性能。结果表明,在保持合金其它力学性能基本不变的情况下,当PA610/PC/EP的质量比为75/25/2时,合金的缺口冲击强度比未加入EP时提高了83.7%,比纯PA610提高了84.1%;而且在PA610/PC(75/25)体系中加入EMG增容时,合金的缺口冲击强度也随其含量的增加而明显提高;在加入9份EMC的PA610/PC/EMG体系中再加入2份EP协同增容时,合金的缺口冲击强度比未增容时提高了142.0%。     

PA6/PBT共混物的增容改性研究

采用固体环氧树脂(EP)反应增容聚酰胺6/聚对苯二甲酸丁二醇酯(PA6/PBT)共混物。结果表明:EP的加入降低了共混物的界面张力,使分散相粒径明显细化;当PA6/PBT=80/20,EP含量为1～1.5份时,共混物的改性效果较好;当PA6用量少于30份或超过70份时,EP的加入可明显提高共混物的冲击性能和拉伸性能;随着EP的加入,共混物的流动性降低。     

异辛酸稀土改性MC尼龙的研究

研究了己内酰胺在甲醇钠催化剂和甲苯二异氰酸酯助催化剂的存在下,采用异辛酸稀土改性的由阴离子开环原位聚合法制备MC尼龙复合材料的工艺,介绍了异辛酸稀土改性剂的制备方法,研究了异辛酸稀土改性MC尼龙的力学性能和热性能。结果表明,异辛酸稀土的加入可使MC尼龙的弯曲强度、冲击强度等力学性能得以提高;通过改性还能使制品的热稳定性、耐磨性和尺寸稳定性明显提高而吸水率大幅度降低。     

共聚改性浇铸尼龙的力学性能研究

在绝热条件下通过活化阴离子共聚制备十二内酰胺改性浇铸尼龙，对其力学性能进行了研究。结果显示：改性浇铸尼龙材料拉伸屈服后能够产生很大的塑性形变，不会发生脆性破坏。与未改性浇铸尼龙相比，改性浇铸尼龙缺口冲击强度随十二内酰胺含量的增加而增加；其韧性脆性断裂转变能够有效地向低温方向位移，说明改性浇铸尼龙材料即使在较低温度下仍保持了内在韧性。     

MC尼龙6/纳米ZnO复合材料的研究

采用硅烷偶联剂KH-550修饰纳米ZnO,制备了MC尼龙6/纳米ZnO复合材料。力学性能测试表明,当纳米ZnO质量分数为1%时复合材料的力学性能最优,拉伸强度比纯MC尼龙6提高25.6%,断裂伸长率提高165.6%,简支梁冲击强度提高70.1%,这说明纳米ZnO可起到同时增强增韧的作用。扫描电子显微镜分析表明,纳米ZnO质量分数为1%时,纳米ZnO在MC尼龙6基体中分散最好,达到了纳米级分散;由X衍射分析发现,纳米ZnO没有改变MC尼龙6的结晶形态,纳米ZnO质量分数为1%时复合材料的结晶形态结构优越。     

Preparation and mechanical behavior of modified epoxy resin with grafted silicon rubber

Epoxy resin (EP) was modified by grafted silicon rubbers (g-SRs) prepared by co-polymerization of methyl vinyl silicon rubber with vinyl acetate. The branched structure of the g-SRs has been identified by infrared spectrum. The mechanical properties of modified EP were examined and the related fracture surfaces were observed by a scanning electron microscope. The results indicated that the EPs have been reinforced and toughened obviously by the addition of g-SRs. The mechanical properties of modified EPs depended not only on synthesis processes of co-polymerization, but also on the amount of the g-SRs added. The best combination of tensile and impact strengths for the cured modified EPs have been reached by that modified with 15 phr g-SRs. The morphology of modified EP is remarkably different from that of the pure cured EP.