GO-SHS/EP复合材料的力学和介电性能

本文采用改进的Hummer’s法制备氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO),通过软模板法合成SiO₂空心球(Silica Hollow Sphere,SHS),将SHS附着在改性GO表面制备GO-SHS复合物,随后将GO-SHS复合物引入环氧树脂(Epoxy,EP)基体中制备GO-SHS/EP复合材料。结果表明,在GO-SHS/EP复合材料的最佳冲击和弯曲强度达到14.8kJ·m^-2和112.3MPa,与纯EP相比,分别提高了196%和35.3%;在10³Hz时,GO-SHS/EP复合材料介电常数和介电损耗分别为3.31和0.008。     

炭黑/环氧树脂复合材料的电性能研究进展

介绍了炭黑/环氧树脂(EP)复合材料的制备工艺,讨论了炭黑/EP复合材料导电性能的影响因素,评述了炭黑/EP复合材料电阻正温度系数效应的机理解释和研究进展,展望了这一类材料的研究重点和发展前景。     

超高相对分子质量聚乙烯/石墨烯微片复合材料的导电行为研究

采用溶液混合、超声波分散的方法制备了超高相对分子质量聚乙烯（PE UHMW）/石墨烯微片（GNPs）复合材料,研究了PE UHMW/GNPs复合材料的导电行为和阻温特性。结果表明,本方法可以使GNPs在PE UHMW基体中良好地分散;复合材料表现出典型的导电渗流行为,渗流阈值为2.8 %（质量分数,下同）;在高于渗流阈值的情况下,PE UHMW/GNPs复合材料的正温度系数效应（PTC）强度随GNPs含量的增加而减小,在渗流阈值附近复合材料的PTC强度最高;PE UHMW/GNPs复合材料的阻温特性重复性较好,多次热循环后PTC强度趋于稳定。     

GNS/BOZ/EP复合材料的合成及性能研究

采用氧化-还原法制备了石墨烯纳米片(GNS);然后将GNS加入到苯并噁嗪(BOZ)/环氧树脂(EP)体系中,制成了GNS/BOZ/EP复合材料。采用红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)法等对所得GNS的结构进行了表征和分析,同时研究了复合材料的力学性能和耐热性。研究结果表明:GNS能提高BOZ/EP体系的力学性能和耐热性;当w(GNS)=0.2%(相对于复合材料总质量而言)时,GNS/BOZ/EP体系的综合性能相对最优,其冲击强度(14.2 k J/m2)比BOZ/EP体系提高了14.5%左右,弯曲强度达到了139 MPa,最初热分解温度和最大热分解温度(分别为299.7、353.4℃)均有所提高。     

聚苯乙烯/氧化石墨烯复合材料的制备及介电性能研究

采用Hummers法制备氧化石墨烯(GO),与含有聚苯乙烯(PS)微球的乳液共混得到PS/GO复合材料。对产物的结构形态进行表征,并研究了GO含量对复合材料介电性能的影响。结果表明:GO带有大量官能团,呈薄片状结构,与PS微球共混后粘附在微球表面;随着GO含量的增加,复合材料的介电常数增大,当GO含量为5wt%,100Hz时复合材料介电常数达到22.23,是纯PS的5倍,介电损耗始终保持在较低水平。     

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...     

EP/GNs/MWCNTs复合材料的导热性能

以多壁碳纳米管(MWCNTs)和石墨烯纳米微片(GNs)为导热填料,环氧树脂(EP)为基体采用溶剂和超声分散法,制备了EP/GNs/MWCNTs导热复合材料,并与EP/MWCNTs及EP/GNs复合材料的导热性能进行了对比。采用透射电子显微镜观察其微观结构,采用Hot Disk热导率测试仪测试其导热性能,采用差示扫描量热法和热重分析仪测试其耐热性及热稳定性。结果表明,MWCNTs和GNs共同作为EP导热填料时,相比于单组分填料(MWCNTs或GNs)更易形成导热网络;EP的热导率、玻璃化转变温度(Tg)和热分解温度均随着MWCNTs或GNs含量的增加而提高,其中,GNs更有利于提高EP的热导率和热分解温度,MWCNTs更有利于提高EP的Tg。在相同的导热填料含量下,相对于其中的任一单一填料,MWCNTs/GNs共同作用时,对热导率的提高有更显著的效果,且随着其中GNs比例的增加,热导率逐渐增大。当GNs和MWCNTs的体积分数分别为0.6%和0.4%时,EP/GNs/MWCNTs复合材料的热导率、Tg和起始分解温度分别为0.565 W/(m·K),152℃和316℃,分别比纯EP提高了132.5%,34.5%和8.2%。     

PE-UHMW/GNPs导电复合材料的制备和表征

采用超声溶液分散法制备出超高分子量聚乙烯/石墨烯(PE-UHMW/GNPs)导电复合材料,研究了该材料的导电渗流行为和阻-温特性。研究发现,PE-UHMW/GNPs导电复合材料的导电渗流阈值为3.8%,即当导电填料在体系中的质量分数达到3.8%时,材料内部逐渐形成较为完善的导电网络,从而实现其导电特性。研究和探讨了PE-UHMW/GNPs导电复合材料的正温度系数(PTC)效应和负温度系数(NTC)效应。研究发现,PE-UHMW/GNPs导电复合材料的PTC效应会随着GNPs含量的增加逐渐增强,当导电填料GNPs的添加量达到3.8%时,通过阻-温曲线可以观察到,PE-UHMW/GNPs导电复合材料具有最大的PTC强度和相对较低的室温体积电阻率。场发射扫描电子显微镜分析结果表明,GNPs和PE-UHMW之间的相互作用会随着热循环次数的不同而发生变化,最终会影响到材料的PTC效应。     

超支化液晶/Al_2O_3/环氧树脂复合材料电性能研究

采用机械共混及模压成型工艺将Al2O3粉体,含H20哑铃状液晶化合物(HLCP)与环氧树脂(E-51)共混制备了HLCP/EP/Al2O3复合材料。研究了Al2O3含量对材料热稳定性、导电性能、导热性能及热膨胀的影响。结果表明:材料的导热系数、介电常数及热稳定性随Al2O3含量的增加而增大,当Al2O3粉体质量分数达到70%时,材料导热系数是纯环氧树脂的1.7倍;介电损耗、线膨胀系数随Al2O3含量的增加而减小,当Al2O3粉体质量分数为60%时,介电常数为3.71。同时,由于HLCP网格的存在,降低了材料的内耗,提高了复合材料的玻璃化转变温度,增强了电性能。     

SiO2粒径对环氧树脂复合材料介电性能的影响

将不同粒径的SiO2微球与环氧树脂复合,制备用于直流特高压关键设备的高性能环氧绝缘复合材料,分析了其体积电阻率、介电常数与损耗,考察了SiO2微球对复合材料主要电气性能的影响;通过扫描电镜、动态热分析SiO2微球与环氧树脂的界面作用. 结果表明,不同粒径的SiO2微球均对环氧树脂复合材料性能有改善作用,添加100 nm SiO2的复合材料提升效果最显著,体积电阻率从1.87′1017 W×cm提至3.24′1017 W×cm,介电常数实部从10.99降至4.92,玻璃化转变温度从104.9℃升至106.4℃,这是因为100 nm SiO2微球表面吸附水分少、与树脂作用力强.     

环氧树脂/纳米Si_3N_4复合材料的制备与性能研究

以纳米 Si_3N_4为填料制备了环氧树脂/纳米 Si_3N_4复合材料。通过透射电镜观察到,纳米粒子在有机基体中分散均匀。研究了纳米 Si_3N_4对复合材料性能的影响,结果表明,添加纳米 Si_3N_4使复合材料的力学性能增加,当改性环氧树脂/纳米 Si_3N_4为100/3(质量比,下同)时,复合材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度提高幅度最大,分别提高了145%、241%、255%。此时,复合材料的击穿场强提高的幅度也达到最大,在直流电压和交流电压下,分别提高了249%、146%;但添加纳米 Si_3N_4使复合材料的介电常数和介质损耗值减小;热重分析表明,环氧树脂/纳米Si_3N_4复合材料耐热性能有明显提高。并用"核-壳过渡层"结构模型初步探讨了各项性能改善的原因。     

Mechanical and Anticorrosive Properties of Graphene/Epoxy Resin Composites Coating Prepared by in-Situ Method

The graphene nanosheets-based epoxy resin coating (0, 0.1, 0.4 and 0.7 wt %) was prepared by a situ-synthesis method. The effect of polyvinylpyrrolidone/reduced graphene oxide (PVP-rGO) on mechanical and thermal properties of epoxy resin coating was investigated using nanoindentation technique and thermogravimetric analysis, respectively. A significant enhancement (ca. 213% and 73 °C) in the Young modulus and thermal stability of epoxy resin coating was obtained at a loading of 0.7 wt %, respectively. Furthermore, the erosion resistance of graphene nanosheets-based epoxy resin coating was investigated by electrochemical measurement. The results showed also that the Rrcco (ca. 0.3 mm/year) of graphene nanosheets-based epoxy resin coating was far lower than neat epoxy resin (1.3 mm/year). Thus, this approach provides a novel route for improving erosion resistance and mechanical-thermal stability of polymers coating, which is expected to be used in mechanical-thermal-corrosion coupling environments.     

聚丙烯/石墨烯复合材料性能研究进展

利用石墨烯优异的导电率、断裂强度等物理性质,可使聚丙烯(PP)/石墨烯复合材料表现出更好的力学性能以及导电性能。主要概述了PP/石墨烯复合材料的合成方法及其性能改进研究进展,并对PP/石墨烯复合材料的未来发展做了展望。     

石墨烯/环氧树脂复合涂料研究进展

总结了环氧树脂在涂料中的应用及存在的不足,综述了石墨烯与环氧树脂复合涂料在热、电、耐磨增韧以及防腐等方面性能特征,阐述了石墨烯与环氧树脂复合涂料中存在的问题,提出了石墨烯功能化利于改善石墨烯/环氧树脂性能的途径,展望了功能化石墨烯环氧树脂涂料的发展前景。     

氧化石墨烯增强环氧树脂复合材料的制备与性能

利用二乙烯三胺在氧化石墨烯(GO)表面引入氨基基团得到改性GO,然后与环氧树脂(EP)复合,制备出GO增强EP复合材料。性能测试结果表明,该复合材料具有良好的疏水性及力学性能。复合材料的吸水率随着改性GO含量增加先降低后提高,当改性GO含量为0.2%时,吸水率最低,浸泡12 d后吸水率为0.125%,与纯EP相比降低了81.48%,当改性GO含量继续增加,由于复合材料界面局部空隙的增加,吸水率反而大幅上升。复合材料的拉伸强度、冲击强度随着改性GO含量增加先提高后降低,当改性GO含量为0.05%时,拉伸强度、冲击强度最高,分别为50.94 MPa,5.78 k J/m2,相比纯EP增加了104%和90%。综合考虑,当改性GO含量为0.05%时,复合材料的分散性能、疏水性及力学性能较优。     

环氧树脂／凹凸棒土复合材料的分散和力学性能研究

采用超声分散和溶液共混的方法制备环氧树脂/凹凸棒土复合材料。电子显微镜和元素分析的结果表明，超声分散和凹凸棒土的有机化处理可以改善凹凸棒土的团聚状况和亲油性。选用超声波的作用功率为400W，作用时间为5min时的分散条件，复合材料的冲击强度、弯曲强度和弯曲模量均高于环氧树脂，表明凹凸棒土在复合材料中起到了增强的作用。     

电热双敏型形状记忆石墨烯/聚氨酯/环氧树脂复合材料的制备及其性能

以自制聚氨酯预聚体与环氧树脂复合形成互穿聚合物网络结构,采用共混方法添加自制高导电性石墨烯,制备了电热双敏型形状记忆复合材料,研究了其性能. 结果表明,以20%(w)聚氨酯/环氧树脂为基体所制1.0%(w)石墨烯/聚氨酯/环氧树脂复合材料的分散性良好,玻璃化转变温度稍低于纯环氧树脂,拉伸强度是纯环氧树脂的93%,导电性达3.58′10-4 S/m,固定率为95.5%,回复率为97.5%,循环5次后固定率不低于95%.     

弹击对环氧树脂/芳纶复合材料结构性能的影响

采用层压工艺制备了环氧树脂/芳纶纤维复合材料板,对复合材料板用12.7 mm弹道枪1.1 g碎片模拟弹进行抗弹测试。在弹击的相邻区域取样,测试弹击点附近材料拉伸性能和弯曲性能的变化,研究弹击对复合材料结构性能的影响。结果表明,弹击对环氧树脂/芳纶纤维复合材料的拉伸和弯曲性能有不同程度的影响,相对于拉伸性能,弯曲性能的下降幅度更大。相对于离弹击区域最远的部位,材料离弹击区域最近的部位拉伸强度和拉伸弹性模量分别降低了14.6%和6.4%,弯曲强度和弯曲弹性模量分别降低了45.3%和57.3%。距离弹击点30~60 mm外的区域,材料结构性能基本不受影响。     

疏水改性氧化石墨烯/环氧复合涂料的制备及其防腐性能研究

以叔碳酸缩水甘油酯(E-10P)为疏水单体,通过环氧与羧酸的共价键合,在氧化石墨烯(GO)表面引入疏水性支化碳链,改性后的氧化石墨烯(F-GO)作为防锈填料加入环氧树脂中得到F-GO/环氧复合涂料。通过红外光谱、拉曼光谱、X-射线衍射、热重分析对F-GO的结构进行表征,通过场发射扫描电镜观察F-GO及复合涂料的微观形貌,并通过电化学阻抗、极化曲线和盐雾试验测试了复合涂料的防腐性能。结果表明:E-10P可利用其空间效应阻碍片层的团聚;疏水效应可提高F-GO的热稳定性和与环氧树脂的相容性;与空白环氧涂层相比,当复合涂料中F-GO质量分数为0.2%时,厚度为20~25 μm的防腐涂层的腐蚀电流可由2.358 6×10 ^-6 A/cm ²下降至2.000 2×10 ^-11 A/cm ²,阻抗值可由1.1×10 ⁷ Ω·cm ² 提升至6.9×10 ⁹ Ω·cm ²。     

玻璃纤维／环氧树脂复合材料的热性能

本文采用E-玻璃纤维作为增强材料、双酚A环氧树脂和芳胺类固化剂作为基体制成复合材料试样,利用动态与静态热分析方法测定玻璃纤维／环氧树脂基复合材料的热性能,研究了玻璃纤维含量对复合材料动态热机械性能、玻璃化温度等热性能的影响。