粒子分散性对环氧树脂/纳米SiO2材料性能的影响

通过原位分散聚合法制得了环氧树脂／纳米SiO2复合材料。采用超声波和偶联剂改善了纳米SiO2在基体中的分散性，利用拉伸实验、冲击实验、扫描电子显微镜、热重法等方法研究了粒子分散性对复合材料结构和性能的影响。结果表明：超声波和偶联剂都能使纳米SiO2均匀地分散在环氧树脂基体中，有效地增加复合材料的力学强度及韧性，并能提高材料的耐热性。对于提高纳米SiO2在环氧树脂中的分散均匀性，超声波的作用优于偶联剂。     

纳米SiO_2环氧树脂复合材料性能研究

以纳米SiO2 作为增强材料 ,制备纳米复合材料 ,研究了表面处理及不同的纳米含量对纳米复合材料性能的影响 ,采用透射电镜对纳米SiO2 粒子的分布进行了表征。结果表明 ,SiO2 处理与否 ,纳米SiO2 均可以在环氧树脂中分散 ,SiO2 表面处理后 ,纳米SiO2 复合材料性能得到提高。纳米SiO2 可以使环氧树脂增刚、增强、增韧     

纳米SiO2环氧树脂复合材料性能研究

以纳米SiO2作为增强材料,制备纳米复合材料,研究了表面处理及不同的纳米含量对纳米复合性能的影响,采用透射电镜对纳米SiO2粒子的分布进行了表征。结果表明,SiO2处理与否,纳米SiO2均可以在氧树脂中分散,SiO2表面处理后,纳米SiO2复合材料性能得到提高。纳米SiO2可以使环氧树脂增刚、增强、增韧。     

纳米粒子增韧环氧树脂的研究

本文主要探讨了纳米SiO2对环氧树脂韧性的影响。通过用偶联剂对纳米粒子表面改性处理，再辅助以超声波振动，使纳米粒子在环氧树脂中分散均匀、稳定，增强了纳米粒子与环氧树脂之间的粘结力，从而使复合材料的冲击强度得到了较大的提高，增韧效果较为明显。     

纳米材料对环氧树脂耐热性的改性研究

采用纳米TiO2、Al2O3、SiO2,层状粘土有机蒙托土、海泡石和环氧树脂制备纳米复合材料,通过透射电镜研究纳米粒子在环氧树脂基体中的分散情况,采用差热分析测试不同纳米环氧树脂复合材料的玻璃化温度。结果表明,纳米粒子分散于基体中,可使环氧树脂的玻璃化温度提高。     

SiO2/聚氨酯纳米复合物的在位合成及其在环氧树脂中分散行为的研究

以水性阳离子聚氨酯纳米粒子为纳米微囊,利用原位水解法使正硅酸乙酯(TEOS)在囊内水解、聚合生成二氧化硅(SiO2)纳米粒子,从而合成出SiO2/聚氨酯纳米复合物的稳定水基乳液,实现纳米复合物中SiO2纳米粒子的均匀分散和良好的界面结合。并以此作为已表面改性的纳米粒子实现SiO2纳米粒子在环氧树脂的均匀分散。通过能谱扫描、透射电镜和乳液粒子粒径与分布等测试方式对含有环氧树脂的水性SiO2/聚氨酯纳米复合物进行测试。结果表明,SiO2/聚氨酯纳米复合物可以在环氧树脂中均匀分散且不团聚,同时也可促进环氧树脂在水中的分散。     

SiO2纳米粒子改性填充PC的力学与流变性能

采用SiO2纳米粒子填充改性聚碳酸酯(PC),为使无机纳米粒子在基体PC中分散均匀,经硅烷偶联剂KH-550对SiO2纳米粒子进行表面处理,分析了改性SiO2纳米粒子对复合材料机械与加工性能的影响,并对复合材料进行了分析表征,探讨了无机刚性纳米粒子填充改性典型工程塑料PC的特点并探索其增强增韧的机理,研究了复合物的粘流变性能. 结果表明,改性SiO2纳米粒为球形,在PC基体中分散均匀,湿法改性制备的PC/SiO2纳米粒子复合材料的力学拉伸性能和流变性能最好.     

纳米SiO2增强增韧聚氯乙烯复合材料的研究

采用超声波，振磨等方法对纳米SiO2粒子进行表面处理。通过熔融共混的方法制备了PVC/SiO2纳米复合材料，研究了纳米粒子对PVC的增强，增韧效果。研究结果表明；通过超声波，振磨等方法对纳米粒子进行表面处理。可以促进纳米粒子在基体中的均匀分散，大幅度提高复合材料的强度和韧性；纳米SiO2的添加量为3%时，复合材料的综合力学性能最好，其拉伸强度，冲击强度和杨氏模量均有较大的提高。     

纳米SiO2改性EP对基体力学性能和芳纶纤维/EP复合材料界面性能的影响

研究了纳米SiO2对环氧树脂(EP)基体力学性能的影响,并进一步采用对位芳纶纤维(F-12)增强环氧树脂,制备了NOL环复合材料,通过复合材料层间剪切性能测试考核了F-12与环氧树脂之间的界面粘接性能.结果表明:环氧树脂中添加适量的纳米SiO2能够有效提高环氧树脂浇注体的拉伸强度、拉伸弹性模量、冲击强度.纳米SiO2的加入,可以有效改善F-12与环氧树脂基体之间的界面粘接性能,降低复合材料的空隙率,F-12/纳米SiO2(6%)-EP复合材料的层间剪切强度(ILSS)提高约60.3%.     

纳米SiO2/竹纤维/环氧树脂复合材料性能研究

将竹纤维加入到环氧树脂中以形成增强环氧复合材料,研究了竹纤维竹粉和纳米二氧化硅（SiO2）对环氧树脂的力学性能和耐溶剂浸蚀性能的影响。竹纤维含量为15%时,竹纤维/环氧树脂的冲击强度比纯环氧树脂提高50%。纳米SiO2能同时增强和增韧竹纤维/环氧树脂,并提高其耐溶剂浸蚀性能,纳米SiO2含量为4%时,纳米SiO2/竹纤维/环氧树脂三元复合材料的冲击和拉伸强度分别比未添加纳米SiO2的竹纤维/环氧树脂提高40%和30%。当纳米SiO2/竹纤维/环氧树脂的质量比为4/15/85时,三元复合材料的综合性能较好。     

环氧树脂/稻壳SiO2纳米复合材料的热性能及拉伸性能研究

将稻壳用酸处理后在600 ℃焚烧得到纯度为99.3%、比表面积为212 m2/g的SiO2。经硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）改性后的SiO2为无定形态,尺寸在30~50 nm之间。将改性后的稻壳SiO2与环氧树脂复合,利用热分析方法考察了纳米复合材料在N2气氛中的热性能,并采用万能材料试验机测试其拉伸性能。结果表明：稻壳SiO2的加入能有效增加环氧树脂/稻壳SiO2纳米复合材料的热稳定性,复合材料的起始分解温度（Ti）、分解速率最大时的温度（Tmax）以及失重50 %的分解温度（T50 %）均高于纯环氧树脂,并随稻壳SiO2含量的增加而增加。当环氧树脂/稻壳SiO2纳米复合材料的组成相同时,KH550改性的复合材料的Ti、Tmax和T50 %均比未经过KH550改性的高。随KH550用量增加,复合材料T50 %向高温方向移动。此外,复合材料的拉伸强度、断裂伸长率和模量也高于纯环氧树脂。     

纳米SiO_2改性环氧树脂胶粘剂的研究

选择纳米 SiO_2 作为增强材料改性环氧树脂基体, 以物理分散法将纳米 SiO_2 分散在环氧树脂中。通过力学性能测试和热稳定性能测试, 研究了不同含量的纳米 SiO_2 对改性环氧树脂胶粘剂的热性能、拉伸性能和冲击性能的影响; 通过 NOL环测试和扫描电子显微镜(SEM) 分析, 研究了不同含量的纳米 SiO_2 对国产芳纶纤维/改性环氧复合材料的界面性能和层间剪切强度的影响。实验结果表明, 基体树脂中当 w( 纳米SiO_2)=3%时, 改性环氧树脂胶粘剂的拉伸强度和冲击强度分别提高了 28.8%和 22.6%, 复合材料的层间剪切强度(ILSS) 达到最大值, 比未改性胶粘剂提高约 56.8%。     

改性二氧化硅／环氧树脂体系的制备

用带不饱和双键的硅烷偶联剂与SiO2表面的羟基反应导入双键，进而加入有机单体丙烯酸缩水甘油醚进行自由基共聚，达到了对SiO2表面的复合改性。根据改性前后SiO2表面的接触角、含水率、吸油值的测定结果，表明复合改性后SiO2的憎水性和亲油性得到改善；把改性前后的SiO2样品与环氧树脂混合固化，测试了复合材料的力学性能，发现改性SiO2复合材料的拉伸强度增加了35％，弯曲强度增加了42％；同时用SEM对复合材料的断面观察发现：改性SiO2颗粒与环氧树脂问无明显的界面，其亲合性优于未改性SiO2。     

低模量硫化硅橡胶粘接研究

采用sol—gel工艺自制的SiO2补强增韧环氧树脂作为胶粘剂,对低模量硫化硅橡胶与金属或复合材料进行粘接试验,分析胶粘剂中SiO2理论含量及粘接工艺对粘接性能的影响,并把硫化硅橡胶放在改性环氧树脂中进行溶张试验,探索胶粘剂对硅橡胶的粘接机理、结果表明,随着SiO2先驱体-有机硅烷含量的增加,硅橡胶的溶胀程度提高改性环氧树脂胶粘刺能浸入硅橡胶的表层,对硅橡胶具有良好的亲和力。用该胶粘剂对硅橡胶与金属或复合材料进行粘接时,取得了良好的粘接效果。     

稻壳二氧化硅/环氧树脂纳米复合材料机械性能研究

将稻壳用10%的盐酸处理后在600℃焚烧得到纯度为99.3%的SiO_2,将SiO_2用偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)改性后与环氧树脂(EP)复合,探讨了SiO_2质量分数在0～5%范围内复合材料的力学性能.研究结果显示:经硅烷偶联剂KH550改性后稻壳SiO_2粒子为无定形态,尺寸在30～50 nm且能显著提高环氧树脂的力学性能.当稻壳SiO_2质量分数为3%时,材料的拉伸性能以及弯曲性能的提高率最大,拉伸强度、拉伸模量、弯曲模量和弯曲强度的提高率分别为27.25%、6.54%、61.7%和24.56%.SEM研究结果显示:复合材料中SiO_2与基体树脂之间有较好的相容性.     

Epoxy-functionalized polysiloxane reinforced epoxy resin for cryogenic application

The poor cryogenic mechanical properties of epoxy resins restrict their extensive application in cryogenic engineering fields. In this study, a newly synthesized epoxy-functionalized polysiloxane (PSE) is used to improve the cryogenic mechanical properties of bisphenol-F epoxy resin. The Fourier transform infrared spectra and nuclear magnetic resonance confirm the formation of epoxy-functionalized –Si–O–Si– molecular chain. The surface free energy test results show that the PSE has a better compatibility with epoxy resin. The mechanical test results show that the cryogenic tensile strength, failure strain, fracture toughness, and impact strength of epoxy resin is improved significantly by adding the suitable amounts of PSE. Compared to the neat epoxy resin, the maximum tensile strength (196.92 MPa, an improvement of 11.2%), failure strain (2.97%, an improvement of 33.8%), fracture toughness (3.05 MPa·m^1/2, an improvement of 30.7%) and impact strength (40.55 kJ m⁻², an improvement of 14.8%) at cryogenic temperature (90 K) is obtained by incorporating 10 wt % PSE into the neat epoxy resin. Moreover, the results also indicated that the tensile strength, Young's modulus, and fracture toughness of epoxy resin with the same PSE content at 90 K are higher than that at room temperature (RT). © 2018 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2019 , 136, 46930.     

微胶囊红磷的制备及其阻燃环氧树脂的性能研究

以预先合成的密胺甲醛树脂预聚物为壳,通过原位聚合法制备了微胶囊红磷,采用扫描电镜观察到微胶囊红磷颗粒表面包覆一层网状的壳材料。研究了红磷和微胶囊红磷阻燃环氧树脂(EP)的耐热性能、阻燃性能及力学性能。结果表明,微胶囊红磷阻燃EP的耐热性和质量保持率明显提高,添加质量分数10%的微胶囊红磷的阻燃EP的阻燃性能达到UL 94 V–0级,其阻燃性能优于红磷阻燃EP。微胶囊红磷阻燃EP的拉伸强度为30.3 MPa,冲击强度为11.4 kJ/m2,分别比相同用量红磷阻燃EP提高了6.0%和21.3%,其冲击强度比纯EP提高了17.5%,表明微胶囊红磷与基体树脂间的相容性大大改善,可显著提高材料的韧性。     

Effect of nano TiO2 particle size on mechanical properties of cured epoxy resin

Mechanical properties of toughened epoxy resin with two nano particles sizes of TiO₂ (17 nm and 50 nm) at different weight fractions (1%, 3%, 5% and 10%) were investigated and compared to that of submicron particles at 220 nm. The composites were characterized by tensile, flexural, pull-off and abrasion tests, followed by X-ray photoelectron spectroscopy and scanning electron microscopy of the fracture surfaces. The investigated epoxy depicted high performance epoxy systems formulated with low molecular weight epoxy resin and diethyltoluenediamine as a curing agent.