基于纳米ZnO的混合粒子/聚氨酯复合材料的性能研究

采用原位聚合法将纳米ZnO(氧化锌)与PU(聚氨酯)进行复合,然后加入AA(丙烯酸)原位生成ZDA(丙烯酸锌),制备添加有不同比例ZnO和ZDA混合粒子的PU复合材料。考察了AA添加量对PU复合材料固化速率、力学性能、耐介质性能和动态力学性能的影响。研究结果表明:AA的加入可提高PU复合材料的固化速率、力学性能以及耐有机溶剂性能;当n(AA)∶n(ZnO)=1∶2时,其综合性能最好。随着AA添加量的增加,PU复合材料的储能模量、交联密度总体呈现下降趋势,而其玻璃化转变温度(T_g)有所提高。     

聚芳醚酮增韧混合环氧树脂体系研究——Ⅱ.粘度、固化度随温度变化关系及材料性能

本文阐述了AG—80/E—44/PEK—C/DDS体系在不同温度下的粘度、固化度随时间的变化规律,并与其它热熔预浸料用树脂进行了对比,并使用旋转粘度计和DSC研究其粘度和固化度,用INSTRON拉力机和TMA测定了在不同温度下固化树脂及复合材料的力学性能,用SEM研究了试样断裂面及树脂和纤维的粘结形貌。建立了本体系在不同温度下粘度与时间关系的数学方程,证明该体系适于作为热熔预浸料所需用的树脂体系。由该树脂体系的热熔预浸料制备的复合材料,其性能与T—300/5208体系近似,SEM观察结果发现树脂和纤维的粘结情况良好。     

弹性固化环氧树脂体系及其复合材料研究

制备了一种体育用品用弹性固化EP(环氧树脂)体系,并着重探讨了其与碳纤维制成的复合材料的相关性能。研究结果表明:弹性固化EP体系的相对最佳固化温度为113.5~147.0℃,95~110℃时固化度超过90%;复合材料的横向拉伸强度60.00 MPa、拉伸弹性模量≥8.20 GPa、弯曲强度≥1.50 GPa、弯曲弹性模量110.00 GPa和层间剪切强度82.00 MPa,经98℃水煮48 h后,复合材料的弯曲性能和层间剪切强度与国内外同类产品(150℃固化40 min)的性能相当;纤维表面有树脂附着,并且有部分树脂浸润纤维,说明该弹性固化EP体系与碳纤维之间的浸润效果良好。     

固化剂的混合对低温固化环氧树脂体系耐热性的影响

采用动态差式扫描量热法(DSC)和动态热机械分析法(DMA)分别研究了脂肪胺及芳香胺两种固化剂的混合对于环氧树脂体系的固化过程和玻璃化转变温度(T_g)的影响,同时研究了不同的树脂基体对体系T_g的影响。结果表明,两种固化剂的适量配比可在保证体系起始反应低温性的同时,使与苯环连接胺基的反应活性提高,从而实现整个体系低温固化可行性;芳香胺固化剂中的刚性苯环基团使得其固化体系T_g高于脂肪胺类固化剂,二者混合固化体系的T_g介于二者之间,并随着体系中芳香胺含量的增加而提高。即两种固化剂的混合可使体系同时满足低温固化可行性及较高耐热性。此外,树脂基体种类对于固化体系的T_g影响较小。     

快速拉挤用环氧树脂体系TTT图构建及应用

拉挤成型复合材料由于其质量轻、强度高、生产成本低等优点被广泛应用。拉挤成型用树脂基体是影响复合材料工艺和性能的关键因素，掌握其在成型固化过程中的凝胶化和玻璃化行为对工艺制定和提高复合材料性能具有重要意义。文中制备了快速拉挤成型环氧树脂基体，采用动态差示扫描量热仪(DSC)和半经验的唯象模型研究了树脂固化度和固化时间、温度之间的关系，绘制了等固化度曲线；采用恒温DSC得到了基于DiBenedetto经验方程的玻璃化转变曲线；通过测试树脂的凝胶点，研究了凝胶时间和温度的关系。综合上述工作绘制了拉挤树脂体系的TTT(Time-Temperature-Transition)图，由TTT图确定了拉挤速度及模具温度设置。依据确定的工艺参数制备了拉挤板材，经超声扫描和DSC测试，复合材料内部无空隙，玻璃化转变温度达到了树脂完全固化水平。     

芳香胺固化环氧树脂非等温DSC动力学的研究

基于非等温DSC得到的数据,采用唯像模型法及非模型法研究了环氧树脂/芳香胺固化体系的固化动力学。唯像模型法中,通过对固化曲线及Málek法引入的y(α),z(α)曲线分析,预测了该固化体系符合SB双参数自催化模型,并使用Levenberg-Marquardt(LM)算法进行最小二乘拟合,引入动力学修正因子C_f进行修正拟合;非模型法中,使用改进的等转化率法(NLV Vyazovkin法)计算了不同固化度(α)条件下活化能(E_α)的大小,通过ABS微分法对几组简化α的SB方程进行了补偿参数计算。结果表明,引入C_f的SB双参数自催化模型能够较好地拟合该固化体系固化反应动力学过程;反应前期E_α随增α加而快速下降,固化反应后期E又逐渐增加;E_α与指前因子(A)之间的关系能够通过"补偿参数"方程进行较好的表达。     

厚壁复合材料纵置板弹簧用预浸料固化工艺及验证

通过差式热扫描量热仪(DSC)方法预测出复合材料板弹簧用预浸料固化度与固化温度及时间的关系,并结合厚壁复合材料板簧本体在模具成型过程中温度场的变化检测,制定出合理的预浸料固化曲线。结果表明,该方法能够很好地解决厚壁复合材料板簧固化过程中加热不均匀、固化度不足的问题,从而缩短整个成型周期。     

室温固化环氧灌封胶的制备与性能研究

以环氧树脂(E-51)为基体、1,4-丁二醇缩水甘油醚为稀释剂、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物为核壳增韧剂、硅微粉为填料、三乙烯四胺为固化剂,以及消泡剂、防沉剂等助剂制备室温固化环氧灌封胶,研究了混合黏度、压缩强度、压缩模量和玻璃化转变温度(T_g)以及固化放热等各项性能。结果表明,当固化剂掺量为环氧树脂质量的15%时,该室温固化环氧灌封胶综合性能最好。采用一次非等温DSC法进行固化动力学研究,得到不同温度下的固化反应程度(固化度)与反应时间的简易数学模型:α=1-exp[-46313775·exp(-8428.38/T)·t]。     

一种低粘度双马树脂及其复合材料的性能研究

对一种适用于RTM工艺的低粘度双马树脂QY8911-Ⅳ进行了研究,考察了树脂体系的粘度特性和固化特性,并对不同后固化温度下的树脂固化物的耐热性、力学性能及吸水性等进行了全面考察。结果表明,该树脂体系具有粘度低(80℃为200mPa·s)、固化收缩小(1%)、耐热性好(T_g为260℃)、力学性能好(弯曲强度为170 MPa、冲击强度为20 kJ/m~2)和吸水率低(0.39%)等特点。选择合适的注射工艺和固化工艺,以此树脂为基体,采用RTM工艺,制备出了碳布增强的复合材料,并对其力学性能进行了测试,其弯曲强度和冲击强度分别为754 MPa和110.9 kJ/m~2。     

耐高温拉挤环氧树脂及其复合材料性能研究

本文研究了改性多元缩水甘油胺型耐高温环氧树脂的固化动力学,分析了该树脂体系的浇注体性能,制备了碳纤维拉挤复合材料,并通过热机械分析(DMTA)考察了树脂浇注体及其复合材料的动态热机械性能.结果表明,树脂体系的凝胶化温度与固化温度相差较小,固化反应放热集中,适合于快速拉挤成型;其复合材料具有优良的耐高温性能,玻璃化温度(Tg)达到210℃以上.     

纳米复合涂料

<正>201404034具有热屏蔽性能的UV固化透明聚氨酯-丙烯酸酯/粘土纳米复合涂料的制备[刊,英]/Chang,Young-Wook等//Surface and Coatings Technology.-2013(232).-182~187采用两步法混合工艺,将有机改性的蒙脱土(MMT)作为热屏蔽物质加入UV固化聚氨酯-丙烯酸酯型树脂体系,制备了一种纳米复合涂料,提高了热屏蔽性能。将该纳米复合材料的溶胶采用棒涂法涂布于玻璃板上,经辐射固化成膜。分析了混合时间与黏土分     

环氧树脂/聚酰胺体系固化动力学和TTT图绘制

在环氧树脂中加入自制的聚酰胺固化促进剂制得固化体系,采用动态DSC研究了该固化体系的固化动力学,建立了固化动力学的唯象模型。研究了等温条件下固化度、温度和时间的关系及固化度和玻璃化转变温度之间的关系。通过平板拉丝法研究了凝胶时间和凝胶温度之间的关系,并通过回归得到固化体系凝胶时的固化度和玻璃化转变温度,在此基础上绘制了该固化体系的温度-时间转换图(TTT图)。     

UV固化水性聚氨酯/粉煤灰复合材料的制备及其涂膜性能的研究

将微米级的粉煤灰(FA)用于可紫外光固化水性聚氨酯的改性,以改善水性聚氨酯的耐水性能。首先用KH-550对粉煤灰进行表面改性,再通过偶联剂中—NH2基团与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)的反应制得表面带有—NCO基团的改性粉煤灰。原位反应制备可紫外光固化的WPU/FA复合材料,复合体系中粉煤灰的掺杂量达到5%。利用扫描电子显微镜(SEM)观察了粉煤灰颗粒及复合物薄膜的表面形态,测试结果证明这种回收利用的无机粒子能够改善水性聚氨酯材料的耐水性能和机械性能,其耐热性能也有明显的提升。     

快速固化环氧树脂/碳纤维复合材料的性能

利用差示扫描量热分析仪研究了一种快速固化环氧树脂体系的固化工艺参数,确定了以真空辅助树脂灌注工艺制备快速固化环氧树脂/碳纤维复合材料的成型方法,并与常规固化环氧树脂体系制备的碳纤维复合材料进行对比,采用傅里叶变换红外光谱仪对两种材料的树脂基体进行了分析,考察了两种复合材料的纤维含量、孔隙率及力学性能,最后通过扫描电子显微镜观察了快速固化树脂基体与碳纤维的界面结合性。结果表明,快速固化树脂在99℃下固化6 min后固化度可达96%,能够大幅缩减碳纤维复合材料的成型时间,以其制备的碳纤维复合材料拉伸强度比常规固化环氧树脂复合材料高11.20%,弯曲强度高16.92%,纵横剪切强度高7.44%,快速固化树脂与碳纤维界面结合性良好。     

双马来酰亚胺对丙烯酸酯结构胶的改性研究

以甲基丙烯酸四氢呋喃酯(THFMA)、三官能度丙烯酸酯、N,N'-4,4'-二苯基甲烷双马来酰亚胺(BMI)作为活性单体,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)树脂作为增韧剂,加入胺类还原剂、阻聚剂和其他助剂,通过物理混合法制备A组分;以稳定剂、氧化剂和其他助剂通过物理混合法制备B组分,将AB组分按质量比为10:1制得第二代丙烯酸酯结构胶(SGA),研究BMI用量对SGA的固化情况和耐热性能的影响。结果表明,加入BMI提高了SGA固化后胶膜的玻璃化转变温度(T_g)和高温下的剪切强度;其中当BMI用量为3%(质量分数,下同)时,SGA耐温性能达到最佳,与不加BMI相比,其固化后胶膜的T_g由108.23℃升至109.25℃,常温下剪切强度提高了6%,120℃下提高了40.8%,200℃下提高了103%。     

预固化环氧树脂基复合材料自粘结性能研究

通过拉丝法测定了5228A环氧树脂在不同温度下的凝胶时间,选择了特定的预固化温度;在预固化温度下制备了不同预固化度的碳纤维增强环氧树脂基复合材料,采用DMA测试了预固化复合材料层板的玻璃化转变温度;采用自制粘接模具制备了复合材料自粘结接头,测试了复合材料接头的搭接剪切性能;采用光学显微镜观测了自粘结搭接结构和剪切断口形貌,分析了搭接结构对剪切强度的影响。结果表明:复合材料层板的预固化度<αgel时,接头的搭接剪切强度变化不大,当预固化度>αgel时,接头的搭接剪切强度降低幅度较大;剪切性能受搭接结构的完整性影响较大。     

有机改性蒙脱土增强环氧/酚醛树脂力学性能研究

通过原位聚合法制备了蒙脱土/环氧/酚醛纳米复合材料.通过DSC研究了催化剂TPP用量和固化温度的关系.结果表明:增加TPP用量可以有效地降低纳米复合材料的固化温度,确定了不同蒙脱土用量体系所需的最佳催化剂(TPP)用量.在此基础上,研究了纳米复合材料的力学性能和机械性能.研究表明:加入少量的蒙脱土(质量分数为2%)能够提高体系的拉伸强度,进一步增加蒙脱土的用量,拉伸强度降低但依然高于纯环氧酚醛体系;蒙脱土的加入可以有效地提高玻璃化转变温度和储能模量.     

TPU/ABS复合材料固化反应的动力学研究

以TPU(热塑性聚氨酯弹性体)和ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)为主要原料,采用熔融共混法制备了TPU/ABS复合材料。应用DSC(差示扫描量热)法分析了TPU/ABS复合材料的固化反应过程,并采用Kissinger方程和Crane方程计算出体系固化反应的动力学参数[如表观活化能(ΔE)、反应级数(n)和指前因子(Ak)等],进而得到相关的动力学模型函数。研究结果表明:体系固化反应的ΔE=85.3 k J/mol、n=0.762和Ak=1.9×10~(11),并且TPU/ABS复合材料的固化动力学模型机理函数符合双参数反应动力学模型。     

玻纤增强聚氨酯泡沫的研制

制备了长玻璃纤维增强硬质聚氨酯泡沫复合材料。研究了发泡剂水和HCFC-141b对纯泡沫内部温度的影响,以及玻纤增强复合材料体系的固化时间和异氰酸酯指数(R值)对其力学性能的影响。结果表明,以HCFC-141b为发泡剂的体系放热量比水作发泡剂的放热量低,体系达到的最高温度较低。当异氰酸酯指数为1.05时,玻纤增强聚氨酯硬泡有较高的压缩强度,达到83.3 MPa。     

上浆剂类型对碳纤维/乙烯基酯树脂复合材料性能影响

本文研究了乙烯基酯树脂固化工艺,并根据固化工艺制备出不同上浆剂的碳纤维/乙烯基酯树脂复合材料,并对复合材料进行了力学性能和热稳定性能测试,结果表明水性聚氨酯上浆剂碳纤维较水性环氧上浆剂碳纤维制备的碳纤维/乙烯基酯树脂复合材料拉伸强度提升了16%,弯曲强度提高10%,层间剪切强度提高19%,并采用扫描电镜(SEM)分析了两种上浆剂碳纤维制备的碳纤维/乙烯基酯树脂复合材料的层间剪切断面的表面形态,发现聚氨酯上浆剂的碳纤维能够与乙烯基酯树脂有更好的界面结合性能。