二氧化双环戊二烯/纳米SiO2复合材料的制备与性能

首次报道了采用超声、高速剪切分散的方法制备二氧化双环戊二烯与二氧化硅纳米复合材料.对制得的材料进行了力学性能测试、电镜扫描、热失重测试分析.结果表明,纳米复合材料的力学性能有很大的提高,其中当二氧化硅添加的质量分数为4%时,复合材料的冲击强度达到了36.57J/M,比纯树脂提高了252%.扫描电镜分析表明:复合材料的断...     

树脂基复合材料改性技术

概述了树脂基复合材料物理及化学改性技术的作用机理,以及近年来改性技术的最新进展情况,对几种典型改性树脂基复合材料做了简要的介绍.     

聚丙烯/改性煤系高岭土复合材料的制备与性能

煤系高岭土经过硅烷偶联剂表面改性后,与聚丙烯(PP)树脂熔融共混制备出聚丙烯/改性煤系高岭土复合材料。通过X射线衍射、红外光谱、力学性能和扫描电镜分析,研究了改性煤系高岭土的填充量对复合材料力学性能的影响。结果表明,利用硅烷偶联剂可以实现煤系高岭土的表面改性。改性煤系高岭土填充量为3%时,复合材料具有最佳的冲击韧性。填充量为5%时,复合材料的断裂伸长率达到最大值。随着改性煤系高岭土填充量的增加,复合材料的弯曲强度和弯曲模量逐渐增大,填充量为10%时,二者比纯PP分别提高14.5%和27.5%。     

改性石墨烯/聚氯乙烯复合材料的制备及性能

采用不同含量的硅烷偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）对石墨烯（GE）进行改性,将改性GE（KH-GE）与聚氯乙烯（PVC）进行熔融混炼制备KH-GE/PVC复合材料。通过FTIR、Raman、XRD、TEM和SEM表征改性前后GE结构变化,并考察了KH-GE/PVC复合材料的力学性能、导电性能及稳定性能。结果表明,GE∶KH570质量比为1∶2时,KH-GE的层间距较大,改善了GE的团聚,使GE在PVC基体中的分散得到了改善。随着KH-GE含量的增加,KH-GE/PVC复合材料的力学性能显著提高,当KH-GE质量分数为1.5wt%时,KH-GE/PVC复合材料的拉伸强度和断裂伸长率分别为23.98 MPa和226.78%,比未添加KH-GE的PVC复合材料分别提高了51.1%和65.73%;相对于纯PVC,当KH-GE质量分数为1.5wt%时,对应的50%热失重（T_50%）及90%热失重（T_90%）分别从289.81℃和486.01℃提高到298.51℃和596.53℃,提高了KH-GE/PVC复合材料的热稳定性,导电性也显著提高。     

改性双马来酰亚胺树脂及其复合材料的性能

本文用二苯甲烷型双马来酰亚胺和邻－二烯丙基双酚Ａ反应合成了改性双马来酰亚胺树脂，并对树脂的固化及流变特性进行了表征，同时测定了固化树脂的热性能、机械性能和电学性能，也初步测试了树脂的单向碳纤维复合材料的力学性能。     

介孔分子筛/聚双环戊二烯复合材料的制备

将负载催化剂的SBA-15型介孔分子筛(方法1)、偶联剂表面改性的SBA-15 (方法2)、偶联剂表面改性后负载催化剂的SBA-15 (方法3), 采用原位聚合法分别制备了SBA-15/聚双环戊二烯(PDCPD)复合材料。研究了不同制备方法对SBA-15/PDCPD力学性能的影响。结果表明, 对于方法2, 虽然偶联剂改性SBA-15可提高与PDCPD界面作用力, 但由于分子筛孔道中的双环戊二烯(DCPD)单体难以发生聚合反应, 导致复合材料的力学性能较PDCPD没有明显改善。采用方法1及方法3可使PDCPD分子链在SBA-15孔道中生成, 改善了PDCPD基体与SBA-15的界面作用力, 使复合材料的力学性能明显改善。采用方法1, SBA-15/PDCPD质量比为2∶100时, 复合材料拉伸强度较PDCPD提高了24.5%, 弯曲强度提高了24%。采用方法3制备的复合材料中偶联剂分子占据了SBA-15孔道空间, 导致孔道中生成聚合物分子链数量较方法1少, 使其力学性能提高幅度低于方法1, 但优于方法2。     

纳米氧化锌改性胶粉/天然橡胶复合材料的制备及性能

利用纳米氧化锌采用直接混合、球磨分散混合及超声分散混合法对胶粉进行了改性．并在开炼机上制备了纳米氧化锌改性胶粉／天然橡胶复舍材料。利用扫描电镜对纳米氧化锌的分散效果进行了考察，并测试了填充改性胶粉的天然橡胶复合材料的拉伸性能、撕裂强度及耐磨性。结果表明，超声分散混合法得到的试样中纳米氧化锌的分散情况较好，其中采用钛酸酯偶联剂改性的试样的性能最佳，与纳米氧化锌直接混合和添加活性氧化锌的试样相比其拉伸强度分别提高32％和55％，扯断伸长率分别提高7％和22％，撕裂强度分别提高28％和39％．耐磨性分别提高17％和7％。     

碳纤维改性环氧树脂基复合材料的制备及性能研究

以环氧树脂E51为基础材料,碳纤维为增强材料,制备出了不同碳纤维掺杂量(0,3%,6%,9%(质量分数))的改性环氧树脂基复合材料,研究了碳纤维掺杂量对环氧树脂基复合材料力学性能、微观形貌、热稳定性和导热性能的影响。结果表明,适量碳纤维的掺杂提高了环氧树脂基复合材料的力学性能、热稳定性和导热性能。随着碳纤维掺杂量的增加,改性环氧树脂基复合材料的拉伸强度、断裂延伸率、弯曲强度和弯曲模量均先增大后降低,当碳纤维的掺杂量为6%时,复合材料的拉伸强度、断裂延伸率、弯曲强度和弯曲模量均达到了最大值,分别为48.5 MPa, 1.86%,85.6 MPa和3.09 GPa。随着碳纤维掺杂量的增加,复合材料的分解温度和残留量先升高后降低,当碳纤维的掺杂量为6%时,复合材料的分解温度和残留量达到最大,分别为453.7℃和4.9%。复合材料的导热系数随碳纤维掺杂量的增加而增大,当碳纤维的掺杂量<6%时,导热系数增长速率较快。综合分析可知,碳纤维的最佳掺杂量为6%。     

含硅芳炔树脂的改性及复合材料性能

合成了苯乙炔全封端含硅芳炔树脂(FEC-PSA)和含炔丙氧基苯并口恶嗪(P-appe),通过与含硅芳炔树脂(PSA)混合得到了4种不同共混质量比的改性含硅芳炔树脂,用模压成型制备了单向T800碳纤维增强改性含硅芳炔树脂复合材料。利用红外光谱、核磁共振氢谱、差示扫描量热分析和热重分析等方法对改性含硅芳炔树脂及其复合材料的结构和性能进行了研究。结果表明,共混树脂的黏度随温度的升高和加入P-appe质量分数增加而明显下降。当P-appe质量分数为30%时,共混树脂固化物5%热失重温度(T_(d5))为531℃,800℃残留率为85%;共混树脂浇铸体的弯曲强度为41.5 MPa,冲击强度达5.5 kJ/m~2;改性PSA树脂经T800碳纤维增强,其复合材料的弯曲强度和弯曲模量在常温下为1557 MPa和153 GPa,层间剪切强度为66 MPa。     

可膨胀石墨阻燃半硬泡聚氨酯材料的性能

聚氨酯半硬质泡沫(SPUF)性能优异,应用广泛,但它属于易燃材料,且燃烧时极易产生烟毒,进而会对环境造成不利的影响。文中选用可膨胀石墨(EG)以及硅烷偶联剂KH791改性EG对全水发泡聚氨酯半硬泡进行阻燃,利用热重分析和残炭形貌对聚氨酯泡沫的热降解行为进行了研究,对比了EG改性前后对全水发泡聚氨酯半硬泡阻燃性能、热稳定性、力学性能和泡孔形貌的影响。结果表明,当EG的质量分数为20%时制得的可膨胀石墨阻燃聚氨酯泡沫氧指数可达29.4%,达到了UL94HB防火测试中HF-1级水平测试的要求;KH791改性EG后,阻燃效果略微降低,但是改性EG对于泡沫的泡孔形貌影响较小,能够提高全水发泡聚氨酯半硬泡的密度和压缩强度。     

甲醛改性松香环氧树脂的制备和性能

以松香和甲醛为原料,在催化剂作用下发生Prins加成反应,合成了甲醛改性松香;再与环氧氯丙烷发生开环反应、闭环反应,合成了甲醛改性松香环氧树脂。用红外光谱(FT-IR)、核磁共振谱(~1H-NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)等对产物进行了表征。在适宜的条件下,合成的环氧树脂的环氧值为0.37 mol/(100 g)。采用固化剂4,4'-二氨基二苯砜(DDS)和甲基六氢苯酐(MHHPA)对产物进行了固化。DSC和TG表明,甲醛改性松香环氧树脂/DDS固化物具有较好的热性能。     

微波固化改性环氧树脂/碳纤维复合材料研究

为探寻微波固化改性环氧树脂/碳纤维复合材料修复不同基体材料损伤的最佳工艺,采用红外热像仪观察不同微波工艺对其固化后的温度变化情况,并利用电子万能试验机对固化后的试样进行了拉伸强度测试.结果表明:将改性环氧树脂/碳纤维复合材料粘接在玻璃纤维复合材料基体上时,随着微波固化功率和固化时间的增加,固化结束后表面温度明显增加,最高温度达到270℃,而当将其粘接在45钢基体上时,随着微波固化功率的增加,固化结束后表面温度变化不明显,最高温度仅为60℃.利用该复合材料修复不同基体材料的损伤,其静强度恢复率达到90%以上,可以满足野战条件下,装备零部件损伤快速修复的要求.     

双亲无规共聚物修饰碳纳米管/环氧树脂复合材料的制备与性能

通过自由基聚合法制备无规共聚物聚甲基丙烯酸缩水甘油酯/N-乙烯基咔唑P(GMA-co-NVC),并将其对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行非共价键表面修饰得到P(GMA-co-NVC)/MWCNTs,再与环氧树脂(EP)复合,采用浇注成型法制备聚合物改性碳纳米管/环氧树脂复合材料。通过拉伸实验、电阻率测试和差式扫描量热法研究聚合物改性碳纳米管对环氧树脂力学、电学和热学性能的影响。结果表明:修饰后的碳纳米管比原始碳纳米管对环氧树脂有更明显的增强和增韧作用,当P(GMA-co-NVC)/MWCNTs质量分数为0.25%时,复合材料的体积电阻率为106Ω·m,相比于纯环氧树脂(1014Ω·m)下降了8个数量级,玻璃化转变温度(Tg)也由144℃提高至149℃。     

UV固化环氧丙烯酸酯/聚酰亚胺树脂粉复合涂层的制备及性能研究

制备了紫外光固化环氧丙烯酸酯/聚酰亚胺树脂粉复合涂层,研究了复合涂料的光固化过程动力学,表征了复合涂层的硬度、附着力、耐冲击性及热稳定性等性能.结果表明,聚酰亚胺树脂粉的加入使涂料的光固化速率及双键转化率下降;涂层的附着力、耐冲击性先随聚酰亚胺树脂粉添加量的增加而提高,当添加量为4%时,涂层的耐冲击性达38cm,附着力达1级,但添加量过多时涂层的附着力及耐冲击性均下降;聚酰亚胺树脂粉对涂层硬度的影响不大.复合涂层的热重分析结果表明,聚酰亚胺树脂粉的加入能显著提高涂层的热稳定性.     

钛酸铅-环氧树脂压电复合材料的制备

为了制备高体积填充率的钛酸铅－环氧压电复合材料，本文采用了将环氧树脂的丙酮稀溶液与钛酸铅细粉混合再抽真空除去溶剂的方法，这样有利于环氧树脂与钛酸铅进行良好的、均匀的复合，大大减少了界面气孔，所制得的复合材料钛酸铅填充率高（体积填充率达７０％），复合材料表面光滑无宏观缺陷。压电性能测定结果表明：极化条件不同，ｄ３３的值也不同，介电常数ε３３均为４３。，样品能够达到稳定极化的最佳ｇ３３的值为：２３．１×１０－３Ｖ·ｍ·Ｎ－１。     

低密度支撑剂用酚醛/环氧树脂改性复合材料的研究

采用液体酚醛树脂浸渍,再用环氧树脂包覆的方法制备了以坚果壳为基体的低密度支撑剂用复合材料,通过IN STRON万能材料试验机,TGA,SEM等测试手段测试了复合材料的性能。研究表明,浸渍的酚醛树脂溶液浓度达到70%时,复合材料在60M Pa压力下变形量有一最小值;随着颗粒表面包覆层环氧树脂量的增加,复合材料在60M Pa压力下变形量逐渐减少,当树脂量大于25%时,变形量变化不大;TGA表明复合材料耐热性提高;SEM发现未包覆改性的颗粒表面有较多孔洞,包覆改性后的复合材料表面较光滑,孔洞明显减少;显微镜照片显示未包覆改性的颗粒60M Pa压力下严重破裂,而复合材料没有破裂现象,且颗粒表面有明显的树脂层;吸水能力由30.45%降至6.58%,耐溶剂性能明显提高。     

聚氨酯/环氧树脂接枝共混物的制备及性能

聚氨酯/环氧树脂亲水性能低,不适合制作涂料。以2,4-甲苯二异氰酸酯、聚乙二醇单甲醚和环氧树脂为原料,通过2步聚合法合成了亲水性能较好的聚氨酯/环氧树脂(PU/EP)接枝共混物。利用Spectrum BXⅡ红外光谱、JGW-360型接触角测定仪、TH-5000N型电子万能试验机、METTLER-TOLEOO型动态力学分析仪研究了PU/EP接枝共混物的价键结构,PU与EP的配比对其亲水性、吸水率、力学强度和损耗因子等性能的影响。结果表明:2步聚合法成功地制备了PU/EP接枝共混物;随着PU含量的提高,PU/EP接枝共混物的亲水性、吸水率和拉伸强度都有所提升,剪切强度有一定程度的下降,玻璃化转变温度逐渐降低,内耗峰呈现先变窄后变宽的趋势;PU和EP含量分别是60%和40%时为最佳配比。     

石墨烯/环氧树脂复合材料的制备与力学性能

通过对氧化石墨热膨胀还原并用超声分散制备了石墨烯,并对所得产物进行分析表征。用超声分散和模具浇注成型法制备了石墨烯/环氧树脂纳米复合材料。研究了石墨烯含量对石墨烯/环氧树脂复合材料力学性能和断面形貌的影响,分析了石墨烯对环氧树脂的增强机理。结果表明,随着石墨烯含量的增加,石墨烯/环氧树脂复合材料的拉伸强度及模量先增加后减小;当石墨烯的质量分数为0.1%时,复合材料的拉伸强度达到最大值60.9MPa,比纯环氧树脂提高了16.88%;当石墨烯的质量分数为0.5%时,复合材料的拉伸模量达到最大值2833.3MPa,比纯环氧树脂提高了48.29%。