环氧树脂／二氧化硅纳米复合材料研究

本文从环氧树脂的缺点出发，研究了有机／无机纳米复合材料的特点，选用环氧树脂／二氧化硅纳米复合的方法来改善材料的耐热性能、提高材料的韧性，以期获得具有高热稳定性能和韧性的环氧树脂材料。     

纳米SiO_2/环氧树脂复合材料的制备方法与性能关系

采用超声分散、机械剪切搅拌和纳米SiO_2粒子表面处理等多种分散工艺,制备了纳米SiO_2/环氧树脂复合材料。采用SEM、电子拉力机、粘弹谱仪和脉冲声管测试系统分别研究了纳米SiO_2/环氧树脂复合材料的微观结构、拉伸性能、动态力学性能和水声性能。结果表明,超声波分散法以及预处理法能够将纳米SiO_2粒子均匀分散在环氧树脂基体中,并且SiO_2粒子呈纳米尺度分布在环氧基体中。相对纯环氧树脂材料,纳米SiO_2/环氧树脂复合材料的拉伸强度提高了5%—30%,伸长率提高了2%—14%;储能模量随纳米SiO_2粒子的加入与均匀分散而提高,损耗因子则略有下降;吸声系数相对纯环氧树脂材料提高了6—10倍;而且纳米SiO_2/环氧树脂复合材料的常规力学性能、动态力学性能以及水声性能受纳米粒子的分散效果影响明显,分散越均匀,变化越大。     

纳米碳管/环氧树脂复合材料的制备及力学性能

报道了利用催化裂解法制备的纳米碳管合成环氧树脂复合材料的技术及工艺条件。利用透射电子显微镜(TEM)对制备的复合材料进行观察表征;通过拉伸及压缩实验对纳米碳管/环氧树脂复合材料的力学性能进行了测试。实验结果表明:纳米碳管的加入可以明显地改变环氧树脂基体材料的力学性能。      

硅改性环氧树脂复合材料的研究进展

综述了纳米二氧化硅和有机硅等硅质材料改性环氧树脂复合材料的性能特征，论述了硅质材料的类型、用量和改性方法对复合材料力学性能、电性能、耐蚀性、热稳定性和阻燃性等的影响。讨论了表面化学修饰纳米二氧化硅和有机硅与环氧树脂的共聚方法以及材料微观结构对复合材料性能的影响和机理。硅质材料的分散性和含量是影响复合材料性能和微观结构的...     

纳米SiO2/环氧树脂复合材料性能研究

采用溶液共混法制备了纳米SiO2/环氧树脂复合材料。通过冲击强度测试、SEM分析、DSC测试以及红外光谱分析、对材料的冲击性能耐热性能及其固化行为进行了探讨。实验结果表明,不同类型的纳米SiO2/环氧树脂复合材料其冲击性能都比纯环氧树脂固化物要好,并且都在纳米SiO2含量为4%时为最佳;纳米SiO2的加入也能有效提高材料的玻璃化转变温度;而且纳米SiO2的比表面积越大,其冲击性能和耐热性能越好。     

基于纳米压痕法的埃洛石纳米管/环氧复合材料力学性能表征

采用球磨法在环氧树脂中分散了不同质量分数(0、5wt%和10wt%)的埃洛石纳米管(HNTs),通过哌啶固化剂固化,制备了HNTs/环氧树脂复合材料,并利用纳米压痕法测试了HNTs/环氧树脂复合材料的弹性模量、硬度和蠕变性能。SEM和TEM观测表明:HNTs在环氧树脂中分散情况较好。纳米压痕实验结果表明:在不牺牲HNTs/环氧树脂复合材料弹性模量、硬度以及玻璃化转变温度的基础上,HNTs明显提高了环氧树脂基复合材料的抗蠕变性能,这主要是由于HNTs和环氧基分子链形成了新的交联结构,增加了材料的交联密度,刚性纳米粒子限制了环氧基分子链的活动性。     

填料含量对纳米BaTiO_3/环氧树脂复合体系介电性能的影响

通过采用机械共混法制备纳米BaTiO3/环氧树脂两相复合材料和纳米BaTiO3/环氧树脂/炭黑三相复合材料。观试了纳米BaTiO3/环氧树脂两相复合材料的微观形态、介电常数与介电损耗角正切,以及纳米BaTiO3/环氧树脂/炭黑三相复合材料的介电常数与介电损耗角正切,根据微观结构理论、极化理论以及渗流理论分析了纳米BaTiO3填料含量对纳米BaTiO3/环氧树脂复合材料微观形态和介电性能的影响,及导电相炭黑的加入对该复合体系介电性能的影响。     

纳米碳纤维复合材料断裂电发射试验研究

采用超声波分散的方法制备了纳米碳纤维／环氧树脂复合材料，研究了纳米碳纤维／环氧树脂复合材料在拉伸和弯曲破坏时的电发射现象，并对其电发射机理进行了探讨。研究结果表明：纳米碳纤维／环氧树脂复合材料在受荷开裂和裂纹扩展过程中均存在明显的电发射现象，这一特性将为复合材料结构的在线监测及非损伤诊断提供新的方法和途径。     

EP／MMT纳米复合材料的研究

综述了目前环氧树脂／黏土纳米复合材料的制备方法，介绍了环氧树脂／黏土纳米复合材料的优异性能，并对其增韧改性机理作了探讨，最后展望了环氧树脂纳米复合材料的应用前景。     

硅改性环氧树脂复合材料的研究进展

综述了纳米二氧化硅和有机硅等硅质材料改性环氧树脂复合材料的性能特征,论述了硅质材料的类型、用量和改性方法对复合材料力学性能、电性能、耐蚀性、热稳定性和阻燃性等的影响。讨论了表面化学修饰纳米二氧化硅和有机硅与环氧树脂的共聚方法以及材料微观结构对复合材料性能的影响和机理。硅质材料的分散性和含量是影响复合材料性能和微观结构的主要因素,对纳米二氧化硅进行表面化学修饰或改进共聚、共混是改善硅分散性以及复合材料微观结构和性能的有效途径。     

纳米填料对环氧树脂基底部填充胶性能的影响

以纳米SiO2,TiO2,Al2O3,ZnO做为填料制备环氧树脂基的底部填充胶,研究了纳米填料对底部填充胶的吸水性、耐热性以及剪切强度的影响。研究表明,添加少量纳米SiO2,Al2O3,ZnO颗粒可以改善填充胶的吸水性能,其中加入3%ZnO纳米颗粒填充胶的吸水率最低。纳米填料的加入可以提高填充胶的剪切强度和耐热性能。综合考虑吸水性、耐热性和剪切强度指标,添加3%的ZnO颗粒可以制备出综合性能良好的底部填充胶。     

固化反应程度对热固性聚合物热物理性能的影响

以示差扫描量热仪（ＤＳＣ）为主要研究手段,研究了环氧封端聚芳醚酮（Ｅ－ＰＥＫ）、双酚Ａ型环氧树脂（Ｅ－４４）的玻璃化转变温度（Ｔｇ）和比热（Ｃｐ）与温度和反应程度的关系。采用基团贡献法对上述材料的Ｔｇ和Ｃｐ进行了预测,引入端基和固化剂的影响对基团贡献法进行了修正。     

Fracture toughness of epoxy/multi-walled carbon nanotube nano-composites under bending and shear loading conditions

The effects of multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) on the mechanical properties of epoxy/MWCNT nano-composites were studied with emphasis on fracture toughness under bending and shear loading conditions. Several finite element (FE) analyses were performed to determine appropriate shear loading boundary conditions for a single-edge notch bend specimen (SENB) and an equation was derived for calculating the shear loading fracture toughness from the fracture load. It was seen that the increase in fracture toughness of nano-composite depends on the type of loading. That is to say, the presence of MWCNTs had a greater effect on fracture toughness of nano-composites under shear loading compared with normal loading. To study the fracture mechanisms, several scanning electron microscopy (SEM) pictures were taken from the fracture surfaces. A correlation was found between the characteristics of fracture surface and the mechanical behaviors observed in the fracture tests.     

乙烯-乙烯醇共聚物纳米复合材料的辐射效应

采用5万CiCo-60源进行辐照,制备了乙烯-乙烯醇共聚物TiO2纳米复合材料、SiO2纳米复合材料、ZnO纳米复合材料和有机蒙脱土纳米复合材料。分析了纳米粒子对体系力学性能的影响,研究了辐照剂量、不同基体、不同纳米填料及改性剂等实验条件对体系力学性能的影响。结果表明,以EVOH-68(乙烯醇基含量为68%)为基体的纳米复合材料经过辐照,力学性能明显下降,且下降幅度大。以EVOH-56(乙烯醇基含量为56%)为基体的纳米复合材料经过辐照,在小辐照剂量下力学性能提高,大剂量下力学性能下降,且下降幅度较小。EVOH-56/纳米ZnO体系与EVOH-56/纳米TiO2体系相比表现的更耐辐照。     

聚合物基复合材料的导热性能研究

讨论了聚合物基高导热高绝缘纳米复合材料的导热机理与常用的导热理论模型。考虑到填充率、温度等的影响，用不同的理论模型计算了氧化铝纳米颗粒填充环氧树脂的热导率，并结合相关研究实验对不同的导热理论模型进行分析比较。     

聚苯胺/磁性纳米复合材料的制备及应用

聚苯胺/磁性纳米复合材料具有电磁性,有广泛的应用前景,已成为纳米材料研究的热点之一.主要介绍了聚苯胺/磁性纳米复合材料的制备方法与材料性质及其应用,分析了原位聚合、溶胶-凝胶法、自组装技术等制备方法的优缺点,并指出了聚苯胺/磁性纳米复合材料的研究方向.     

Preparation and gas-sensing properties of SnO<Subscript>2</Subscript>/graphene quantum dots composites via solvothermal method

SnO₂/graphene quantum dots (GQDs) nano-composites were prepared via solvothermal method (160 °C, 10 h), in which graphene quantum dots were synthesized from graphene oxide by one-step solvothermal method. The nano-composites were characterized by means of HRTEM, XRD, SEM, FTIR, XPS and N₂ adsorption–desorption, respectively. The sensor devices were fabricated using SnO₂/GQDs nano-composites as sensing materials. The effect of the GQDs content on the gas-sensing responses and the gas-sensing selectivity was investigated. The experimental results showed that the sensor based on SnO₂/GQDs nano-composite (S-2) exhibited good response and good selectivity to acetone vapor. When operating at 275 °C, the responses of the sensor based on SnO₂/GQDs nano-composite (S-2) to 1000 and 0.1 ppm acetone reached 120.6 and 1.3, respectively; the response time and the recovery time for 1000 ppm acetone were 17 and 13 s, respectively.     

导电聚合物／无机纳米复合材料的研究进展

主要介绍了导电聚合物／无机纳米复合材料的制备方法，详细评述了各种制备方法的优缺点，总结了导电聚合物／无机纳米粒子复合材料性能的改善与应用领域，并展望了导电聚合物／无机纳米粒子复合材料的研究方向和应用前景。     

Correlation between interfacial molecular structure and mechanics in CNT/epoxy nano-composites

We study the effect of the molecular nature of the interface between an epoxy matrix and multi-walled carbon nanotubes (CNTs) on the mechanical properties of the resultant nano-composites, with emphasis on toughness. A number of samples based on variously functionalized CNTs, namely, pristine, carboxylated, and aminated CNTs are examined, with different qualities of dispersion. Nano-composite toughness is found to increase with enhanced interfacial adhesion, an effect that is opposite to what is usually observed in traditional fiber-based composites. The classical pull-out energy model is shown to effectively explain this result. It is thus possible to tune the toughness of a nano-composite by adjusting the molecular nature of its interface and the CNT characteristics, namely its strength and its length relative to its critical length.     

Al2O3/SiO2纳米复合陶瓷型芯材料的制备与性能

用粉体分散及热压注方法制备了Al2O3/SiO2纳米复合陶瓷型芯材料，研究了Al2O3/SiO2纳米复合陶芯材料的增强机理，SiO2纳米粉在Al2O3微粉基体中较均匀分布，不含纳米粉材料的断裂方式为典型的沿晶断裂，SiO2含量为3％和5％时，为沿晶／穿晶混合断裂，SiO2含量为7％时，以穿晶断裂为主，加入SiO2纳米粉后，复合材料的孔洞减少，致密度增加，致使烧结温度降低，含7％SiO2纳米粉的陶芯强度比不含纳米粉的提高了约4倍，其原因是纳米晶的析出和材料断裂方式的改变。