基于聚醚砜/氰酸酯半互穿树脂体系的碳纤维复合材料性能研究

氰酸酯（CE）树脂因具有高玻璃化转变温度、低固化收缩率和优异介电性能,常被作为耐高温或吸波纤维复合材料基体应用于航空航天领域。但由于CE树脂与碳纤维（CF）浸渍黏附性较差、固化温度高、固化物脆性较大,其复合材料制备工艺性较差且固化后易产生分层损伤,严重影响其产品质量及实际应用。本文利用聚醚砜（PES）对CE树脂进行改性,制备出浸润性良好的预浸料以适应各类干法成型复合材料制备工艺。结果表明,PES的引入能够显著提高CF/CE树脂基复合材料的力学性能和热稳定性。与CF/CE单向板相比,7.5wt%PES-CF/CE单向板的弯曲强度提高17%,层间剪切强度提高31%,冲击韧性提高39%,并且纵向热膨胀性系数从-2.07×10^-8 K^-1降低到-10.7×10^-8 K^-1,横向热膨胀系数降低20%,改性效果显著。     

聚醚酰亚胺对氰酸酯树脂/环氧树脂共混物的增韧作用

采用聚醚酰亚胺以提高双酚Ａ二氰酸酯／酚醛环氧树脂共混物的断裂韧性．实验结果表明，聚醚酰亚胺是氰酸酯／酚醛环氧树脂共混物的有效增韧剂，加入１５％的聚醚酰亚胺可使断裂韧性（ＫＩＣ）提高到１４５ＭＰａ·ｍ０．５，弯曲强度也有所提高．用扫描电子显微镜和动态粘弹谱研究了改性共混物的微观结构，具有双连续结构的共混物的耐溶剂性能大大下降，共混物的韧性和耐溶剂性主要与相行为有关， 固化工艺对含１０％聚醚酰亚胺的共混物的断裂韧性和形态没有明显的作用．     

聚醚型聚氨酯/环氧树脂互穿网络聚合物的结构与性能研究

以4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和聚醚及双酚A型环氧树脂为原料经共聚合成了聚氨酯(PU)/环氧树脂(EP)互穿聚合物网络(IPNs).通过改变聚氨酯结构及环氧树脂含量制备系列PU/EP的IPNs,并对其性能进行了研究.研究表明随着聚氨酯中两官能度聚醚用量增加,IPNs体系的亲水性增强、表面自由能增大;此外随着环氧树脂含量增多,整个IPNs体系的疏水性增强;力学性能测试表明,聚氨酯结构以及环氧树脂含量对PU/EP的IPNs材料力学性能影响较大.     

聚醚砜酮树脂基碳纤维复合材料的性能研究

以含二氮杂萘联苯型聚醚砜桐（PPESK）树脂为基体，填加短碳纤维（CE）用溶液共混共沉淀，热压模塑方法研制出PPESK基碳纤维复合材料，研究了CF处理方法，CF含量，等离子体处理材料表面及摩擦条件（如线速度）对材料的摩擦磨性能的影响，利用KYKY100B扫描电镜观察材料磨损表面，分析了PPESK树脂及其复合材料的磨损机理，摩擦磨损实验结果表明PPESK／CF与纯树脂相比，摩擦系数减小1倍，磨损率下降2个数量级，纯树脂的磨损机理主要是创削磨损和粘着磨损，而复合材料的磨损特性主要表现为粘着磨损，且具有优异的耐热性能，是一类新型无油自润滑的耐高温低摩擦材料。     

线型聚硅氧烷改性聚醚型聚氨酯/环氧树脂互穿聚合物网络

以端羟基聚硅氧烷(PDMS)、4,4,-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚醚多元醇为原料制得端异氰酸酯基(-NCO)聚氨酯预聚体,再与环氧树脂E-44反应制得一系列聚硅氧烷改性聚氨酯/环氧树脂互穿聚合物网络。通过红外光谱、接触角、拉伸试验、动态力学分析、扫描电子显微镜对聚合物体系的结构与性能进行了研究和表征。实验结果表明,聚硅氧烷的引入使得互穿聚合物网络的表面疏水性增强,表面自由能降低,拉伸强度下降但断裂伸长率升高。随着聚硅氧烷用量的增加,聚合物体系的玻璃化转变温度从-45℃提高到了-36℃。     

环氧树脂/聚氨酯半互穿网络聚合物的研究Ⅰ.玻璃化转变行为及其形态结构

用分步法制备了环氧树脂／聚氨酯（ＥＰ／ＰＵ）半ＩＰＮ，通过差示扫描量热法（ＤＳＣ）与动态力学分析法（ＤＭＡ）研究了该半ＩＰＮ的玻璃化转变行为，用扫描电镜（ＳＥＭ）表征了其形态结构。结果表明，在此半ＩＰＮ中，两组分聚合物的玻璃化转变温度（Ｔｇ）靠近，并伴随有第三个Ｔｇ的出现。该半ＩＰＮ具有两相结构，两相连续程度随组分量的变化而变化。     

聚氨酯/环氧树脂互穿聚合物网络半硬泡沫的结构与性能

采用同步法合成了聚醚型聚氨酯/环氧树脂互穿聚合物网络半硬泡沫.通过FTIR,DMA,SEM研究了IPN半硬泡沫的化学结构、动态力学性能以及微观结构形态.FTIR分析表明了聚氨酯和环氧树脂的网络间存在接枝反应.很宽组成比范围内IPN半硬泡沫均显示出单一的宽温域玻璃化转变,而且该转变随着环氧树脂含量的增加向高温方向移动.通过SEM发现IPN半硬泡沫泡孔结构形状都比较均一.循环加载压缩发现所有IPN泡沫不仪压缩性能好而且具有很好的回弹性,大变形压缩后泡沫儿乎不变形,重复使用性能好.     

氰酸酯/聚甲基丙烯酸甲酯互穿聚合物网络的探究

用同步法合成一系列氰酸酯/聚甲基丙烯酸甲酯(CE/PMMA)体系的互穿聚合物网络(IPN).研究了甲基丙烯酸甲酯(MMA)的含量对CE/PMMA-IPN体系的力学性能及密度的影响.结果表明:CE/PMMA-IPN体系的性能比单一树脂的优异,但其工艺条件有待进一步改进.     

双酚AF型环氧树脂/氰酸酯共聚物的制备与性能EI北大核心CSCD

用双酚AF型环氧树脂(DGEBHF)改性双酚A型氰酸酯(BACY),制备一种新型含氟氰酸酯共聚物,并对比双酚A型环氧树脂(DGEBA)/BACY共聚物研究了其性能。采用凝胶时间和差示扫描量热法分析了DGEBHF对BACY固化性能的影响,结果表明,DGEBHF能有效改善BACY的固化性能。通过冲击强度(σK)和粘接强度(τ)的测试,研究了DGEBHF添加量对DGEBHF/BACY共聚物力学性能的影响,结果表明,共聚物的σK随DGEBHF含量的增加而增大;添加总量15%的DGEBHF时,DGEBHF/BACY粘接强度最大,且相比纯BACY明显提高。介电性能分析可得,DGEBHF会降低BACY的介电性能,但是DGEBHF/BACY的介电性能优于DGEBA/BACY。最后,通过热重分析法分析了DGEBHF对BACY热稳定性的影响,结果发现,DGEBHF会降低BACY的热稳定性,但是DGEBHF/BACY的热稳定性大于DGEBA/BACY。     

双环氧基笼型倍半硅氧烷/氰酸酯树脂复合材料的制备与性能

以合成的双环氧基笼型倍半硅氧烷（EP-DDSQ）为改性剂,对双酚A型氰酸酯树脂（CE）进行改性,制备EP-DDSQ/CE复合材料。结果表明,EP-DDSQ加快了EP-DDSQ/CE复合材料的固化反应速率。当EP-DDSQ添加量为1wt%时,EP-DDSQ/CE复合材料冲击强度、弯曲模量和弯曲强度分别达到16.9 kJ/m2、123.6 MPa和3.37 GPa,比纯CE分别提高了80.5%、21.6%和14.0%,说明适量的EP-DDSQ能够同时提高EP-DDSQ/CE复合材料的韧性和强度。动态力学分析和热重分析结果表明,在EP-DDSQ添加适量时,EP-DDSQ/CE复合材料的玻璃化转变温度、初始分解温度和质量保持率有所提高,最大分解温度基本保持不变。介电性能分析结果表明,EP-DDSQ/CE复合材料的介电常数和介电损耗呈降低趋势,说明EP-DDSQ的加入赋予了EP-DDSQ/CE复合材料更优异的介电性能。      

PEK—C／PEEK共混物的研究

用挤出方法制备了新型聚芳醚酮(PEK-C)和聚醚醚酮(PEEK)共混物。对共混体系的相容性、转变、结晶结构及力学性能等进行了研究。初步结果显示了PEK-C和PEEK具有很好的互补和协同作用,表明该共混物是一种很有前途的工程材料。     

PNIPAAm/CMC半互穿网络水凝胶的合成及性质

以N-马来酰化壳聚糖为交联剂,N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)为单体,羧甲基纤维素钠(CMC)为半互穿材料,在水溶液中通过自由基聚合制备了PNIPAAm/CMC半互穿网络水凝胶.所合成的水凝胶的低临界溶解温度(LCST)在33℃左右,CMC的加入对水凝胶的LCST无显著影响,但随着CMC用量的增加,水凝胶的温度敏感性...     

温度/pH敏感性Semi-IPN水凝胶的制备与性能

以N-乙烯基乙酰胺（NVA）、醋酸乙烯酯（VAc）和甲基丙烯酸-N,N′-二甲氨基乙酯（DMAEMA）为原料,通过自由基聚合制备了PDMAEMA/P（NVA-co-VAc）半互穿网络（Sem-iIPN）水凝胶。实验结果表明,该水凝胶具有较好的温度敏感性、pH敏感性、溶胀-退胀可逆性。随着温度的逐渐升高,凝胶的溶胀率随之...     

EP含量对PP/PP-g-MAH/EP微孔发泡复合材料发泡行为及力学性能的影响

采用化学发泡法制备了聚丙烯/聚丙烯接枝马来酸酐/环氧树脂(PP/PP-g-MAH/EP)微孔复合发泡材料,研究了EP粉体含量对其发泡行为及力学性能的影响。结果表明,EP粉体在发泡过程中起异相成核作用,且与PP-g-MAH反应形成的交联网络结构提高了复合材料的熔体强度,从而显著改善了泡孔结构。随着EP含量增加,微孔发泡材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度都呈现先增大后减小的趋势。当EP含量为5%时,复合材料的泡孔尺寸最小,泡孔密度最大,泡孔分布最均匀,微孔发泡材料的冲击强度最大;当EP含量为1%时,拉伸强度、弯曲强度最大,发泡材料的综合力学性能最佳。     

CE/SiC纳米复合材料的制备与性能

采用高速均质剪切法制备CE/SiC纳米复合材料,通过力学性能测试、热失重(TGA)分析和动态力学能谱(DMA)分析,考察了纳米SiC不同含量对其性能的影响.结果表明,纳米SiC能有效改善CE的静态力学性能、热稳定性和耐热性.相对纯CE,当纳米SiC含量为1.00%时,复合材料冲击强度的提高率为73.78%,弯曲强度的提高率20.84%;失重5%时,热分解温度的提高率为12.31%;500℃时,质量保持率提高为6.48%;玻璃化转变温度的提高率为13.09%.     

针状纳米ZnO制备EP/ZnO复合材料及其力学性能的研究

研究了用热镀锌渣作原料制得的针状纳米ZnO对EP/ZnO复合材料力学性能的影响.结果表明:使用具有空间结构的针状纳米ZnO所制备的环氧树脂复合材料,与普通ZnO所制备的环氧树脂复合材料相比力学性能得到了较大的提高和改善.当纳米ZnO的含量为4％(质量分数)时,材料的力学性能得到了明显改善,其冲击强度提高46.9％,抗拉...     

Ni0.5Co0.5Fe2O4铁氧体/氰酸酯-环氧树脂复合材料的制备和性能

采用水热法合成Ni_0.5Co_0.5Fe₂O₄铁氧体,并应用于氰酸酯-环氧树脂（CE-EP）复合材料的增韧改性,研究Ni_0.5Co_0.5Fe₂O₄铁氧体对CE-EP固化反应、力学性能及热稳定性的影响。XRD和SEM结果表明,所合成的Ni_0.5Co_0.5Fe₂O₄铁氧体结晶性好、纯净、呈块状,粒径约为20 nm。性能研究表明,Ni_0.5Co_0.5Fe₂O₄铁氧体的加入对CE和EP间的固化反应速度影响不大,且不会改变树脂基体的固化反应机制。与纯CE-EP树脂体系相比,Ni_0.5Co_0.5Fe₂O₄铁氧体/CE-EP复合材料在保持CE-EP玻璃化转变温度（T_g）的基础上明显改善了其韧性,当Ni_0.5Co_0.5Fe₂O₄铁氧体质量分数为3wt%时,其冲击强度和弯曲强度达到最大值,较纯CE-EP树脂基体分别提高了65%和30.3%;但其热分解温度略有降低,可能是由于Ni_0.5Co_0.5Fe₂O₄铁氧体对CE-EP树脂基体高温分解的催化作用造成的。      

SiO2 / 氰酸酯纳米复合材料的力学性能和热性能

采用高速均质剪切法制备了SiO₂ / 氰酸酯(CE) 纳米复合材料, 并对该体系的静态力学性能、动态力学性能和热稳定性进行了研究。结果表明, 纳米SiO₂的加入提高了复合材料的冲击强度和弯曲强度。当SiO₂ 含量为0. 30 wt %时, 复合材料的冲击强度达最大, 增幅为88. 9 %; 当SiO₂含量为0. 15 wt %时, 材料的弯曲强度达最大, 增幅为2010 %。复合材料的储能模量和高温损耗模量较纯CE 树脂有明显提高, 玻璃化转变温度比纯CE 提高了31. 2 ℃, 热分解温度在SiO₂含量为0. 30 wt %时达最大, 失重为10 %时的热分解温度提高了25. 7 ℃。      

Al2O3/环氧树脂-氰酸酯复合材料反应动力学及力学性能

以双酚A型环氧树脂(E51)和双酚A型氰酸酯(BCE)为原料,研究E51改性BCE共固化反应机制。同时,以E51-BCE为基体树脂,溶胶-凝胶法(Sol-Gel)自制Al2O3为增强体,制备Al2O3改性E51-BCE (Al2O3/E51-BCE)复合材料。通过非等温DSC确定了E51-BCE体系的固化工艺及固化反应动力学,并根据Kissinger法和Ozawa法求得体系的表观活化能分别为66.13 kJ/mol和69.46 kJ/mol。利用红外光谱跟踪固化体系在起始固化温度为160℃、 180℃时的反应历程,结果表明:起始固化温度在160℃时,以E51与BCE直接反应为主;起始固化温度在180℃时, BCE反应活性提高,以BCE自聚反应为主,生成三嗪环的速率加快,少量的BCE直接与E51反应生成恶唑啉结构。对Sol-Gel法自制Al2O3进行FTIR和TEM表征,结果表明:Al2O3为短纤维状的晶体,表面含有少量羟基。SEM结果显示:Al2O3为分散相,与基体间界面模糊, Al2O3/E51-BCE复合材料的脆断面裂纹不规则,为典型的韧性断裂;当Al2O3掺杂量为3wt%时, Al2O3在基体中分散均匀, Al2O3/E51-BCE复合材料的冲击强度和弯曲模量分别为24.2 kJ/m2和2.54 GPa,比基体树脂的冲击强度和弯曲模量分别提高53.65%和22.12%,力学性能得到明显改善。     

超支化聚氨酯改性水性环氧树脂固化剂的制备与性能

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)和二乙醇胺(DEOA)为原料,合成出了超支化聚氨酯核HBPU-0;以IPDI、聚醚多元醇(N210)、DMPA等原料合成线型聚氨酯,然后将线型聚氨酯接枝到HBPU-0上,制备出超支化聚氨酯(HBPU);再以HBPU、环氧树脂E-44、丁基缩水甘油醚单封端的四乙烯五胺(TEPA-660a)为主要原料制备出超支化聚氨酯改性水性环氧树脂固化剂。用红外光谱、核磁共振、透射电镜、扫描电镜和热失重等方法表征和测试了聚合物的结构与性能,研究了HBPU含量对固化膜断面形貌、力学性能、热性能的影响。结果表明,当HBPU质量分数达到24%时,固化膜的综合性能最佳,此时冲击强度为23.4kJ/m2,拉伸强度为52.4 MPa,5%和50%的质量热损失温度分别为287.5℃和376℃,与未改性环氧树脂相比,柔韧性和耐热性均有显著提高。