环氧树脂/液晶双马来酰亚胺复合材料的研究

以液晶双马来酰亚胺(IA)为改性剂,制备了 IA 质量含量不同的环氧树脂(EP)/IA 复合材料体系,用冲击强度仪、扫描电镜、热变形温度仪、热失重仪等测试手段对复合材料的力学性能和热性能进行测试分析。结果表明,复合材料的冲击强度均有所提高,当 IA 的含量为0.8%(质量分数,下同)时,冲击强度提高了5.3 kJ/m~2;当 IA 含量为1.5%时,复合材料的热变形温度较纯 EP 提高了12℃,失重5 %时的温度(T_5)提高了57℃,失重50%时的温度(T_(50))提高了45℃。     

环氧树脂/液晶双马来酰胺复合材料的研究

以液晶双马来酰亚胺(IA)为改性剂,制备了 IA 质量含量不同的环氧树脂(EP)/IA 复合材料体系,用冲击强度仪、扫描电镜、热变形温度仪、热失重仪等测试手段对复合材料的力学性能和热性能进行测试分析。结果表明,复合材料的冲击强度均有所提高,当 IA 的含量为0.8%(质量分数,下同)时,冲击强度提高了5.3 kJ/m~2;当 IA 含量为1.5%时,复合材料的热变形温度较纯 EP 提高了12℃,失重5 %时的温度(T₅)提高了57℃,失重50%时的温度(T₅₀)提高了45℃。     

有机累托石/环氧树脂(OREC/EP)复合材料的制备和性能研究

用单体原位插层技术制备了有机累托石/环氧树脂(OREC/EP)复合材料,考察了OREC的加入及其含量对复合材料OREC/EP体系的力学性能、耐介质性能和耐紫外线性能的影响。研究发现:OREC是一种良好的环氧树脂增韧改性剂,OREC的加入可改善复合材料的综合性能。当OREC质量分数为3%时,冲击强度和弯曲强度提高幅度最大,分别为6.25%和8.39%,耐海水性能效果最好;在添加质量分数为1%~7%时,复合材料体系的耐酸(碱)和耐紫外线性能均随OREC含量的增加而上升。     

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。     

CE/EP/纳米SiC复合材料研究

采用纳米SiC和环氧树脂(EP)对双酚A型氰酸酯树脂(CE)进行改性。研究了不同含量的纳米SiC对CE/EP/纳米SiC复合体系反应性及CE/EP/纳米SiC复合材料力学性能的影响,采用透射电子显微镜表征了材料的微观形貌,利用差示扫描量热法研究了固化树脂的热性能。结果表明,纳米SiC对CE/EP/纳米SiC复合体系具有明显的催化作用,并且能使复合材料的冲击强度提高123.62%,弯曲强度提高140.29%,有效发挥其增强增韧作用,还能很好地保持复合材料的耐热性能。     

聚丙烯/马来酸酐接枝聚丙烯/环氧树脂/玻璃纤维复合材料的制备及其性能研究

通过双螺杆挤出机制备了聚丙烯/马来酸酐接枝聚丙烯/环氧树脂/玻璃纤维（PP/PP-g-MAH/EP/GF）复合材料,并研究了PP-g-MAH含量、EP含量及固化剂对复合材料力学性能的影响。结果表明,PP-g-MAH含量为10份,含有固化剂EP的含量为3份时,复合材料的综合力学性能最佳;与不加EP的复合材料相比,其拉伸强度、弯曲强度、冲击强度分别提高了41 %、47 %、86 %。扫描电子显微镜分析表明,EP的加入明显改善了GF和PP基体的黏结强度。     

PEEK层间增韧碳纤维环氧树脂基复合材料的性能研究

为了改善碳纤维/环氧树脂(CF/EP)层合板层间断裂韧性较差的问题,采用预浸料层间涂层和模压工艺制备聚醚醚酮(PEEK)层间增韧CF/EP层合板。探究PEEK含量对CF/EP层合板Ⅱ型层间断裂韧性和冲击强度的影响。结果表明:PEEK的加入有效提高CF/EP层合板的Ⅱ型层间断裂韧性和冲击强度。当PEEK含量为2%,层合板的断裂韧性和冲击强度分别达到1 253 J/m²和259 kJ/m²,与纯层合板相比分别提高61.5%和32.8%。实验分析PEEK增韧机理,为研究高附加值复合材料产品提供参考。     

含不同固化剂的EP/T–ZnOw复合材料的性能

研究加入不同固化剂T31和JA–1后对环氧树脂(EP)/四针状氧化锌晶须(T–ZnOw)复合材料性能的影响。测试了复合材料的拉伸强度、缺口冲击强度、导热性能和介电强度。结果表明,JA–1固化体系的力学性能和介电强度比T31固化体系更优越。当T–ZnOw含量为5份时,加入JA–1及T31固化剂时EP/T–ZnOw复合材料的拉伸强度最大值分别是31.4 MPa和27.6 MPa;加入JA–1固化剂时,当T–ZnOw含量为3份时EP/T–ZnOw复合材料的缺口冲击强度最高达到29.5 kJ/m2,加入T31固化剂的复合材料的缺口冲击强度基本在10 kJ/m2以内;当T–ZnOw含量为5份时加入JA–1和T31固化剂后复合材料的介电强度分别比纯EP增加了116%和106.7%。复合材料中加入T31固化剂后的导热性能要比JA–1固化剂的稍好。     

TPU对PBS/滑石粉复合材料的增韧改性

采用热塑性聚氨酯弹性体(TPU)对PBS/滑石粉复合材料进行了增韧改性,研究了改性后材料力学性能、结晶性能、热性能和断面形貌的变化。力学性能测试结果表明:TPU的加入明显提高了复合材料的缺口冲击强度,当TPU质量分数为5%时,复合材料的缺口冲击强度提高了115%;DSC和XRD结果表明:改性后复合材料的结晶度较PBS/滑石粉复合材料降低14.32%;通过SEM的观察:改性后的复合材料发生了明显的塑性形变。研究表明:TPU对PBS/滑石粉复合材料的增韧效果明显,且其增韧过程可以用半互穿网络聚合物的增韧机理来解释。     

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。     

酸化石墨烯改性环氧树脂及其碳纤维复合材料力学性能研究

针对石墨烯在复合材料增强增韧上的应用,对石墨烯进行了酸化处理,采用超声分散方法制备酸化石墨烯/环氧树脂(EP)浇注体,并在此基础上制备了酸化石墨烯/碳纤维(CF)/环氧树脂(EP)复合材料。分别利用红外光谱和透射电镜表征了酸化石墨烯表面结构和微观形貌,利用拉伸、弯曲、冲击等机械测试手段评价了酸化石墨烯改性EP和CF-EP的力学性能,并利用扫描电镜对复合材料拉伸断面形貌进行观察。试验结果表明:石墨烯酸化处理后,成功在表面引入了羟基、羧基等极性基团;酸化石墨烯可对EP和CF/EP进行有效增强增韧,当其添加量为0.2wt%时,EP拉伸强度和冲击强度分别提高了23.3%和109.8%,CF/EP拉伸强度、弯曲强度分别提高了6.0%和10.6%,当酸化石墨烯添加量为0.5wt%时,CF/EP复合材料层间剪切强度提高了7.4%。微观形貌分析表明,酸化石墨烯对CF/EP增强改性主要是通过对EP进行增强增韧,同时提高CF和EP之间的界面性能来实现的。     

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%。     

EP/AlN/MWCNTs导热复合材料性能研究

采用硅烷偶联剂KH–550对氮化铝(Al N)颗粒进行表面处理,对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行氧化处理。通过溶剂和超声分散法,分别制备了环氧树脂(EP)/Al N,EP/MWCNTs及EP/Al N/MWCNTs复合材料,用万能试验机测试了复合材料的冲击强度与弯曲强度,用热导率测定仪测试了其热导率,用扫描电子显微镜和透射电子显微镜测试了其微观结构。结果表明,Al N,MWCNTs在EP基体中分散均匀;单独或同时加入填料Al N和MWCNTs均能够提高EP复合材料的力学性能和导热性能。随着Al N,MWCNTs含量的增加,EP/Al N,EP/MWCNTs及EP/Al N/MWCNTs复合材料的冲击强度和弯曲强度均呈现先增大后减小的趋势,而热导率呈现逐渐增大的趋势;EP/Al N/MWCNTs复合材料的热导率明显高于相同份数Al N的EP/Al N复合材料的热导率。当MWCNTs含量为1.5份、Al N含量为40份时,EP/Al N/MWCNTs复合材料的综合性能最优异,冲击强度为22.118 k J/m2,弯曲强度为124.40 MPa,热导率达到0.434 W/(m·K)。     

纳米SiO_2/聚氨酯弹性体协同增韧增强环氧树脂的研究

采用力学性能测试,扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微(TEM)及动态力学性能分析(DMA)研究了纳米SiO2以及聚氨酯弹性体(PUR)对环氧树脂(EP)的改性效果。结果表明,纳米SiO2质量分数0.3%时可同时增韧、增强EP。纳米SiO2与PUR有协同增韧增强EP的作用,纳米SiO2质量分数0.3%,PUR质量分数20%时,纳米SiO2/PUR/EP三元复合材料的冲击强度比纯EP,纳米SiO2/EP及PUR/EP体系分别提高110%,11%和7%;弯曲强度分别相应提高21%,5%和15%。改性体系的断口形貌呈现明显的韧性断裂,表明纳米SiO2颗粒较均匀分布在基体中。三元复合材料的储能模量和玻璃化转变温度(T g)高于PUR/EP二元体系,损耗峰明显宽化。     

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。     

MQ硅树脂/纳米TiO_2复合改性环氧树脂的结构与性能

以环氧树脂(EP)为基体树脂,以MQ硅树脂和纳米TiO_2(nano-TiO_2)同时作为EP的增韧改性剂,由此制备了nano-TiO_2/MQ硅树脂/EP复合材料。研究结果表明:MQ硅树脂已成功接枝在EP分子链上;当m(MQ硅树脂):m(nano-TiO_2):m(EP)=15:3:100时,nano-TiO_2/MQ硅树脂/EP复合体系的耐热性能明显提高,拉伸强度和冲击强度分别提高了66.6%和68.1%,其断面呈韧性断裂特征。     

EP/BMI树脂基碳纤维复合材料的制备与性能表征

以环氧树脂(EP)、双马来酰亚胺(BMI)、4,4’-二氨基二苯砜(DDS)和短切碳纤维(SCF)等为主要原料制备了EP/BMI/DDS/SCF复合材料,并研究了SCF添加量对复合材料力学性能和热性能的影响。结果表明,当SCF添加量为0.25 %(质量分数,下同)时,EP/BMI/DDS/SCF复合材料的力学性能提高最大,其拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量和缺口冲击强度比未添加SCF时的EP/BMI/DDS复合材料分别提高了48.52 %、32.15 %、25.77 %以及150.91 %;此外,SCF的加入有助于提高复合材料的热性能。     

环氧/酸酐固化体系耐湿性研究

对酸酐固化EP(环氧树脂)体系、加入增韧剂后的增韧体系进行了耐湿性研究,对增韧体系基体制作的玻璃纤维增强复合材料进行了水煮后性能试验。研究结果表明:EP/酸酐体系和增韧体系都具有优良的耐湿性,吸水率低于1%;水煮24 h后的复合材料也具有优良的耐水煮性,常温弯曲性能和剪切强度保持率均在90%以上。     

环氧树脂/凹凸棒土纳米复合材料的制备与表征

采用共混法制备了凹凸棒土(AT)质量分数分别为1%、3%、5%、10%的环氧树脂(EP)/AT纳米复合材料,通过拉伸测试、SEM、DMA、TGA等测试方法对该纳米复合材料的形态结构和性能进行了研究。结果表明,AT在EP基体中基本达到均匀分散,与纯EP树脂相比,不同AT用量的纳米复合材料的拉伸强度和断裂伸长率均有所提高,表现出较好的韧性。此外,加入AT后,EP树脂的玻璃化转变温度有一定程度的增大,热分解温度有所提高。     

液态丁腈橡胶增韧改性环氧树脂研究

用液态丁腈橡胶(LNBR)对环氧树脂(EP)进行增韧改性,制备出LNBR/EP复合材料。通过对不同含量LNBR的环氧树脂复合材料力学性能测试,结果表明:当LNBR含量为20 phr时,复合材料冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率达到23.6 KJ/m2、60.2 MPa和26.32%;利用SEM对复合材料分析得到LNBR增韧使环氧树脂从脆性断裂变为韧性断裂;利用差示扫描量热法对复合材料的热性能分析得到:随着LNBR份数增多,体系Tg温度逐渐降低。