酸化MWCNTs填充EP/BF复合材料的摩擦磨损性能

将多壁碳纳米管(MWCNTs)进行酸化处理并填充到环氧树脂(EP)/玄武岩纤维(BF)复合材料中,制备了一种新型酸化MWCNTs填充EP/BF复合材料。研究了酸化MWCNTs对EP/BF复合材料摩擦磨损性能的影响。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析了MWCNTs酸化前后表面官能团的变化,使用摩擦磨损机测试了酸化MWCNTs填充EP/BF复合材料的摩擦磨损性能,并采用扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的磨损表面的微观形态进行了表征。结果表明,酸化MWCNTs能够有效地提高EP/BF复合材料的摩擦磨损性能。在EP/BF复合材料中填充质量分数为1.5%的酸化MWCNTs,能够使EP/BF复合材料的摩擦系数降低28.57%,磨损率降低51.37%。     

耐磨损滑石填充PTFE复合材料的制备及性能研究

以滑石粉为填料制备滑石粉/聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,研究了滑石粉用量对复合材料密度、硬度、摩擦磨损及热力学性能影响。结果表明,当滑石粉质量分数从0%增加到20%时,复合材料的硬度、密度逐渐增加;滑石粉能显著增加复合材料耐磨性能。当滑石粉质量分数为20%时,复合材料磨耗量仅相当于纯PTFE的1/2 000(磨损条件为200 N,2 h,200 r/min);复合材料的结晶度随滑石粉填充量的增加先下降后升高,当滑石粉质量分数为20%时,复合材料的结晶度为三者中最高,比纯PTFE提高了17%。     

高尺寸稳定性玻纤增强PPS复合材料的制备

为制得高尺寸稳定性、高性能玻纤增强PPS复合材料,选取四种填料(玻璃微珠、碳酸钙、高岭土、空心微珠),研究其对玻纤增强PPS复合材料线膨胀系数(CTE)和收缩率的影响。结果表明,当填料用量相同时,各种玻纤用量下,空心微珠填充的复合材料的线膨胀系数和收缩率均最小,复合材料尺寸稳定性最好。接着研究了空心微珠用量和粒径对复合材料的尺寸稳定性的影响,试验结果表明,随空心微珠用量的增加,线膨胀系数降低,收缩率变小;相同填充比例下,粒径大的空心微珠填充的复合材料的尺寸稳定性更优。最后研究了空心微珠复配纳米碳酸钙对复合材料线膨胀系数和收缩率的影响,试验结果表明,当填料质量分数为20%、空心微珠与纳米碳酸钙的质量比为3/1时,复合材料具有最优的尺寸稳定性。     

碳化硅/氮化硅/聚丙烯复合材料的制备及介电性能研究

通过在聚丙烯(PP)中填充不同体积的氮化硅和碳化硅等导热填料,制备出系列Si3N4/SiC/PP复合材料,对复合材料的介电性能进行了测试及分析。实验结果表明,填充加碳化硅和氮化硅填料后均能提高PP的介电常数,碳化硅比氮化硅更有利于PP复合材料介电常数的增加。在PP体积比固定为50%的Si_3N_4/SiC/PP复合材料中,当填料体积比Si_3N_4∶SiC=1∶4时,其介电常数最大达到16.4,介电损耗在0.03左右。通过在聚合物基体中添加导热性陶瓷填料,能够迅速提高聚合物的介电性能,制备具有高介电常数和低介电损耗的陶瓷/聚合物复合材料。     

玻璃纤维及石墨增强聚四氟乙烯复合材料摩擦磨损性能的研究

用机械混合、冷压成型和烧结的方法制备了不同质量分数(5%~30%)的玻纤和石墨填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料制品。用M-2000型磨损试验机评价了不同样品在干摩擦下的磨损性能,揭示了填料玻纤和石墨对PTFE复合材料磨损性能的影响,并对磨损机理进行了探讨。用扫描电镜(SEM)对试样磨损形貌进行观察。结果表明:对玻纤进行改性能极大地提高PTFE复合材料的耐磨性能,同时可提高复合材料硬度;玻纤和石墨协同作用,对改善PTFE摩擦磨损性能有比较显著的效果;20%玻纤 10%石墨填充PTFE复合材料有着较好的摩擦磨损性能。     

EVA/中空玻璃微珠隔热复合材料的制备与性能研究

采用乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)为基质,以密度分别为0.18 g/cm3和0.29 g/cm3的中空玻璃微珠(GB) XS1和XS2为填料,通过挤出共混法制备EVA/GB隔热复合材料.探讨了不同中空玻璃微珠对复合材料热导率、热稳定性和拉伸强度的影响,并考察了复合材料与玻璃的黏合强度.结果表明,复合材料的热导率随GB用量的增加而不断下降;当GB用量为20份时,填充粒径均为40 μm的中李玻璃微珠XS1和XS2的复合材料的热导率分别为0.197 0 W/(m·K)和0.219 9 W/(m·K),与未填充EVA相比,分别下降了33.4%和22.5%;以中空玻璃微珠XS2为隔热填料时,所制备的EVA/GB复合材料的热导率随粒径的增大呈不断下降的趋势.填充粒径为40μm和90μm的中空玻璃微珠XS2的复合材料与玻璃的黏合强度在所考察的GB用量范围内均大于30 N/cm,并且随GB用量的增加缓慢下降.随GB用量的增加,填允高密度玻璃微珠XS2的EVA/GB复合材料的拉伸强度先增大,随后减小;当粒径为40μm的XS2用量为5份时,所制备的EVA/GB复合材料具有最大的拉伸强度32.26 MPa,比未填充EVA提高了16.5%.     

PP/KPEG/MWNTs导热复合材料制备及性能

将可膨胀石墨(KPEG)和多壁碳纳米管(MWNTs)混合填料填充至聚丙烯(PP)制备PP/KPEG/MWNTs导热复合材料。保持混合填料总质量分数30%不变,改变两者质量比进行试验。结果表明,随着MWNTs填充比例增加,导热复合材料的拉伸强度呈先增大后减小趋势,而缺口冲击强度总体呈下降趋势。与纯PP相比,当MWNTs与KPEG质量比为1∶5(MWNTs质量分数为5%)时,导热复合材料的热导率提高了328.4%;MWNTs可提高复合材料热稳定性,但改变其与KPEG质量比在试验范围内对热稳定性影响较弱。     

氧化石墨烯/环氧树脂复合材料特性研究

以氧化石墨烯(GO)为原料,制得氢氧化铝官能团化的氧化石墨烯(Al-GO),并与环氧树脂(EP)共混,制备了不同GO及Al-GO用量的GO/EP和Al-GO/EP复合材料。对复合材料的微观形貌进行表征,研究了填料的用量对复合材料力学性能、导热性能及玻璃化转变温度的影响。结果表明:加入Al-GO后,材料表面呈现出韧性断裂;当GO和Al-GO用量为3%时,复合材料的拉伸强度均为最大值;热导率随着填料用量增加不断提高;在Al-GO用量为3%时,复合材料的玻璃化转变温度(T_g)比纯EP提高了8℃。     

低密度高导热CF/EP复合材料的制备及性能

将碳纳米管(CNT)和空心玻璃微珠(HGS)添加到环氧树脂(EP)中,利用模压工艺制备碳纤维(CF)/EP复合材料。结果表明：同时添加CNT和HGS可以有效降低CF/EP复合材料的密度,改善复合材料的力学性能,提高复合材料的导热性能,且当CNT和HGS质量比为1∶4时,复合材料综合性能最优,与不添加CNT和HGS的CF/EP复合材料相比,该复合材料的密度下降了8.8%,弯曲强度和弯曲模量分别提高了22.0%和30.1%,拉伸强度提高了8.9%,导热系数提高了87.1%。     

聚四氟乙烯/纳米氮化钛复合材料的摩擦磨损性能研究

利用摩擦磨损试验机考察了填料含量及载荷对纳米氮化钛(TiN)填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料摩擦磨损性能的影响,采用扫描电子显微镜观察分析磨损表面形貌,探讨了磨损机理。结果表明,纳米TiN可以提高PTFE的硬度和耐磨性,当纳米TiN质量分数为7%时,PTFE纳米TiN复合材料的磨损量最小;随载荷的增大,PTFE/TiN复合材料的磨损量增加。PTFE纳米TiN复合材料的摩擦因数比纯PTFE小。     

氮化碳填料的加入对环氧树脂E-44导热性能的影响

以三聚氰胺为原料,通过直接热聚合法制备石墨相氮化碳(g-C₃N₄),再通过强酸剥离法和高速离心法制备二维g-C₃N₄纳米片(CNNns),以制备的g-C₃N₄和CNNns为导热填料,环氧树脂E-44(EP)为基体树脂,分别制备g-C₃N₄/EP复合材料和CNNns/EP复合材料。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)等表征手段对氮化碳导热填料的官能团和表面形貌进行了表征,通过热重分析和热导率测定研究氮化碳填料的加入对环氧树脂E-44热稳定性和导热性能的影响。结果表明：氮化碳填料的加入提高了环氧树脂E-44的热稳定性和导热性能,CNNns/EP复合材料的热稳定性和导热性能明显优于g-C₃N₄/EP复合材料,填充比为26.8%(质量分数)时其热导率最高达到了0.442 0 W/(m.K)。     

减摩耐磨环氧树脂纳米复合材料的研究

为提高环氧树脂的减摩耐磨性能,本工作采用高硬度纳米氮化硅粒子和具有优异自润滑和导热性能的短碳纤维进行填充改性,以期通过填料之间的协同作用,显著降低复合材料的表面摩擦力和摩擦面温度,从而提高抵抗磨损能力。摩擦磨损实验结果表明,同时加入纳米氮化硅粒子和短碳纤维时,可以获得优于加入单一填料所获得的摩擦磨损性能。纳米氮化硅粒子/短碳纤维/环氧树脂复合材料的磨损机理主要是粘着磨损和磨粒磨损。     

陶瓷微珠填充聚氨酯弹性体复合材料性能研究

以聚醚N-204、甲苯二异氰酸酯为原料,用1,4-丁二醇作为扩链剂,填加陶瓷微珠,用机械搅拌或超声波分散法合成填充型聚氨酯(PU)弹性体。并对其力学性能进行了研究,同时用扫描电镜研究了弹性体的微粒分布形态。结果表明,DTA型陶瓷微珠填充效果最好,填料量为15%时力学性能最佳。     

炭黑/碳纳米管/环氧树脂复合材料的导电渗流行为研究

采用超声分散溶液混合法制备炭黑/碳纳米管/环氧树脂(CB/CNTs/EP)复合材料,研究了不同几何结构的炭系填料的导电作用,并且通过体积电阻率测试和扫描电镜等手段分别对其电性能和微观形貌进行了表征与分析。结果表明,在CB/CNTs/EP复合材料中,CB和CNTs按质量比4:1填充复合体系的渗流阈值为3.8%,介于两种填料单独使用时的两个渗流阈值之间。不同结构纳米材料(CB和CNTs)的混用会在环氧树脂体系中形成更稳定的导电网络,提高了复合材料的导电性。     

环氧树脂/氧化锌晶须/氮化硼导热绝缘复合材料的研究

以环氧树(脂EP)为基体,分别以氧化锌晶(须ZnOw)和ZnOw/氮化硼(BN)混合物为导热填料,制备了EP导热绝缘复合材料。研究了填料含量对复合材料导热性能、电绝缘性能及力学性能的影响,并利用扫描电镜对复合材料的断面形貌进行了观察。结果表明:随着导热填料含量的增大,复合材料的导热系数和介电常数增大,体积电阻率下降,而拉伸强度呈先增大后减小的趋势;在填料含量相同的情况下,EP/ZnOw/BN复合材料比EP/ZnOw复合材料具有更好的导热性能;当填料体积分数为15%时,EP/ZnOw/BN复合材料的热导率为1.06W/(mK)而,EP/ZnOw复合材料的热导率仅为0.98W/(mK)。     

环氧树脂/碳纤维/绢云母复合材料性能研究

采用环氧树脂(EP)与短碳纤维(SCF)通过熔融共混法制得体积电阻率较低的EP/SCF复合材料,其渗滤阈值为10%。再以EP/SCF(67/25)复合材料的配比为基准,加入不同质量份的经2%硬脂酸改性的绢云母,制备出EP/SCF/绢云母复合材料。实验结果表明,当EP、SCF、绢云母的质量比为67∶25∶10时,复合材料的体积电阻率为2.25×108Ω·cm,拉伸强度、拉伸弹性模量和冲击强度比EP分别提高了78.5%、57.5%和43.6%。     

氧化石墨烯/超高摩尔质量聚乙烯复合材料摩擦磨损性能研究

采用改进的Hummer法制备了氧化石墨烯(GO),采用溶液共混法制备出氧化石墨烯/超高摩尔质量聚乙烯(GO/UHMWPE)复合材料。研究了GO/UHMWPE复合材料的拉伸力学性能和摩擦磨损性能;通过扫描电子显微镜(SEM)观察复合材料的磨损表面,并对其磨损机理进行分析。结果表明,GO的添加提高了GO/UHMWPE复合材料的屈服强度和拉伸强度,降低了其断裂伸长率,其中,当GO质量分数为0.1%时效果最佳;GO填料改善了UHMWPE的抗磨损性能,当GO质量分数为0.1%时,磨损率最低,相比未填充时降低了38.5%。     

EP/氧化石墨烯–硬脂酸丁酯微胶囊复合材料

采用种子微悬浮聚合法制备了聚苯乙烯/氧化石墨烯复合囊壁包覆硬脂酸丁酯微胶囊润滑材料(MGO–Micro LMs),以MGO–Micro LMs为润滑填料,环氧树脂(EP)为基体材料,采用浇注成型工艺制备了EP/MGO–Micro LMs复合材料。采用滑动摩擦磨损试验仪评价了MGO–Micro LMs对EP基体材料摩擦学性能的影响;采用扫描电子显微镜对磨损面的微观形貌进行表征,并探究了其磨损机理。结果表明,MGO–Micro LMs能够显著地降低EP的摩擦系数和磨损量,当MGO–Micro LMs质量分数为20%时,EP/MGO–Micro LMs复合材料的摩擦系数为0.138 44,磨损量减少了约42.3%,磨损机理主要为磨粒磨损。     

玻璃微珠填充聚丙烯塑料的流变性能

用CAPIROGRAPH 1B型毛细管流变仪对玻璃微珠填充的聚丙烯复合材料的流变性能进行了研究,并与不同粒径的碳酸钙、滑石粉填充的聚丙烯复合材料进行对比,证明玻璃微珠填料因其特殊的球形而体现出优越的加工流动性。     

协同改性对环氧树脂耐磨损及热学性能的影响

为了探究更加环保和低成本的耐磨环氧(EP)材料,将竹纤维(BF)和碳纤维(CF)两种纤维与碳纳米管(CNTs)和纳米二氧化硅粒子(nano-SiO₂)两种无机纳米填料组合后分组,分别制备了EP树脂基耐磨复合材料。研究纤维和纳米填料的协同改性对各组样品磨损性能的影响,采用M-2000A型磨损实验机和动态热机械分析仪分析了不同组在低速轻载和高速重载下的体积磨损及玻璃化转变温度(T_g)。结果表明,纳米填料对T_g的影响较大,且随着T_g的升高,EP的体积磨损逐渐变小。EP/5%nano-SiO₂/2%BF的T_g为124℃,改性效果好,相较于纯EP提升了11℃。同等条件下,高速重载下的摩擦系数要低于低速轻载。在改善EP的体积磨损方面,低速轻载条件下,相较于纯EP的体积磨损,EP/5%nano-SiO₂/2%BF下降了19.24%,EP/0.5%CNTs/1%CF下降了47.75%,EP/1%CF体积磨损下降了65.68%,CF的改性效果最好;高速...