多壁碳纳米管/环氧树脂纳米复合材料的固化动力学研究

采用熔融混合法向低粘度的环氧树脂中添加适量的多壁碳纳米管,制备新型纳米复合材料,并采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)测试转化率,采用差示扫描量热法(DSC)研究多壁碳纳米管/环氧树脂复合体系的固化动力学,并对纳米复合材料的力学性能进行研究。结果表明:多壁碳纳米管加入环氧树脂复合体系后,对固化反应有催化作用,固化反应速率增大,转化率提高,而复合体系的力学性能却有所下降,玻璃化转变温度变化不大。     

CNTs的表面修饰及其在EP纳米复合材料中应用的研究进展

介绍近年来碳纳米管(CNTs)的有机表面修饰研究进展。通过对CNTs的表面修饰可改善CNTs在有机溶剂中的溶解性及在聚合物基体中的分散性。综述了CNTs改性环氧树脂(EP)纳米复合材料的研究现状,并对今后CNTs改性纳米复合材料的发展方向进行了展望。     

DDS固化EP/MMT纳米复合材料性能研究

以4,4′-二氨基二苯砜(DDS)为固化剂,制备出一种剥离型MMT/EP(蒙脱土/环氧树脂)纳米复合材料。采用红外光谱(FT-IR)法、X射线衍射(XRD)法和动态力学分析(DMA)法等对复合材料的微观结构、插层剥离行为、热性能和力学性能等进行了研究。结果表明:MMT对EP分子结构无影响,有利于EP结构和性能的设计,也便于确定其固化工艺。在无促进剂的情况下,当体系中引入5%MMT(相对于EP质量而言)时,复合材料的干态热变形温度、玻璃化转变温度(Tg)、冲击强度和拉伸强度分别提高了39℃、21℃、27.30%和10.50%;适量的MMT能有效提高纳米复合材料的耐湿热性能。     

碳纳米管/环氧树脂体系固化工艺研究

研究了碳纳米管/环氧树脂体系固化过程的工艺条件。结果表明,实验过程中操作温度120℃,固化过程中起始固化温度120℃,固化温度180℃,碳纳米管/环氧树脂复合体系的固化动力学模型为自催化模型。添加碳纳米管会使复合材料的拉伸强度变强,但是当碳纳米管的质量分数达到1.5%时拉伸性能反而会下降。     

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%。     

环氧树脂/改性纳米炭黑复合材料固化动力学

采用差示扫描量热法研究了表面改性纳米炭黑作为填料对环氧树脂非等温固化反应的影响,结果表明,改性纳米炭黑能促进环氧树脂的固化,降低固化反应的起始温度和峰温。运用Ozawa-Flynn-Wall等转化率法研究了复合材料固化活化能与转化率的关系,采用Malek法分析了动力学参数和反应机理。结果表明,固化反应符合两参数（m, n）自催化反应机理,模型预测与实验结果相吻合。     

环氧树脂/超支化聚合物修饰碳纳米管复合材料的固化反应动力学研究

采用非等温差示扫描量热法（DSC）研究纯环氧树脂（EP）、环氧树脂/碳纳米管复合材料（EP/MWCNTs）、环氧树脂/超支化聚酯修饰碳纳米管复合材料（EP/MWCNTs-H204）和环氧树脂/超支化聚酰胺修饰碳纳米管复合材料（EP/MWCNTs-N103）4种体系的固化动力学。基于Kissinger方法和Ozawa方法计算了各体系反应的活化能。结果表明：经过超支化聚合物修饰的EP/MWCNTs-H204和EP/MWCNTs-N103体系比未经修饰的其余两个体系,具有较低的表观活化能,说明超支化聚合物的引入对环氧树脂复合材料的固化反应具有显著的促进作用。采用Málek方法得出自动催化模型（Sesták-Berggren）,利用Sesták-Berggren对各体系进行理论计算,提出了描述固化过程的动力学参数和方程式。理论计算结果与实验结果进行对比相似度较高,说明Sesták-Berggren模型可以很好地描述4种不同环氧树脂体系的固化动力学行为。     

固化温度和后处理温度对EP/碳布复合材料弯曲性能的影响

采用热压罐成型法制备了EP/碳布复合材料,研究了固化温度和后处理温度对复合材料弯曲性能的影响.结果表明,180℃固化的复合材料的弯曲强度和弯曲弹性模量高于120、150℃固化的复合材料;以180℃作为最高固化温度时,与不进行后处理相比,在180℃处理1 h后复合材料的弯曲强度得到大幅度的提高;较优的固化工艺参数为固化温...     

环氧树脂/活化纳米氧化铝复合材料的固化动力学

采用氢氧化钠溶液将纳米氧化铝表面活化,利用Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)和环氧树脂对活化纳米氧化铝进行表面处理而引入环氧基团.采用差示扫描量热法(DSC)研究复合材料的非等温固化行为,分析了活化纳米氧化铝及其环氧功能化产物对环氧树脂固化动力学参数与机理的影响,运用等转化率方法包括Friedman方法与K...     

酸酐固化环氧树脂/蒙脱石纳米复合材料的合成及固化动力学的研究

以甲基四氢酸酐为固化剂,对环氧树脂／蒙脱石纳米复合材料的合成进行了研究,并对其微观结构进行了表征;此外为进一步优化酸酐固化环氧树脂的工艺条件,本文采用DSC法对其固化动力学进行了研究。微观结构研究结果表明：有机蒙脱石已经以纳米尺度分散在环氧树脂基体中;固化动力学的结果表明：固化反应的表观活化能ΔE=68．52kJ／mol;反应级数n=0．9;凝胶温度Tgel=116．7℃,固化温度Tcure=134.5℃。     

一种低温固化的环氧树脂/碳纤维的制备及其性能研究

选用三乙烯四胺(TETA)、甲基六氢苯酐(MHHPA)、间苯二甲胺(MXDA)作为环氧树脂(EP)的固化剂,制备了一种固化温度为80℃的EP.研究表明,温度为80℃时,MHHPA不能单独固化该EP.少量的TETA或MXDA能够促进MHHPA对EP的固化,研究证明MHHPA和TETA或MXDA间生成了酰胺,TETA或MX...     

碳纳米管的分散及其对酚醛树脂热性能的影响

利用机械分散与化学分散相结合的方法将碳纳米管(CNTs)在酚醛树脂(PF)溶液中进行分散,用透射电子显微镜对分散后的CNTs微观形态进行观察,利用表面张力和粘度对分散效果进行表征。结果表明,利用机械分散和化学分散相结合的方法能够对CNTs进行有效分散;随着分散时间的延长,分散效果趋于平稳。加入合适的表面活性剂可以降低分散体系的表面张力和粘度,提高分散效果;表面活性剂A对CNTs的分散效果最好。热性能分析表明,加入一定量的CNTs能够提高PF/CNTs体系的热性能。     

环氧树脂聚酰胺体系微波固化特性研究

微波固化相对于传统热固化有着固化效率高、无污染、设备投资小等优势。针对双酚A型环氧树脂聚酰胺固化体系,采用DSC测固化度表征微波固化行为,优化体系成份配比,设计正交试验表考察微波固化工艺参数对固化行为的影响,并对两种不同固化方式产物的玻璃化转变温度进行比较。结果表明:微波固化体系最优配比为环氧E51∶650聚酰胺∶660A活性稀释剂=100∶80∶12;影响该体系固化效率的微波固化工艺参数主次顺序依次为加热时间、输出功率、加热周期、间歇时间;该体系微波固化产物的玻璃化转变温度及弯曲性能较热固化产物有一定程度的降低,分析得出微波场的不均匀性是这一现象产生的重要影响因素。     

聚氨酯/碳纳米管复合材料的制备及其性能研究

通过强碱球磨方法对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行了改性处理,并对其化学结构和微观形态进行了分析.采用溶液共混法制备了聚氨酯(PUR)/MWCNTs复合材料.利用扫描电子显微镜、傅立叶变换红外光谱仪对其进行了表征.探讨了MWCNTs对PUR/MWCNTs复合材料力学性能、热稳定性以及电导率的影响.结果表明,MWCNTs...     

CNTs/TDE85环氧复合材料的热物理和力学性能

将功能化碳纳米管(CNTs)通过超声和离心分散方法添加到TDE85环氧树脂中,制备出了CNTs质量含量不同的CNTs/TDE85复合材料;开展了CNTs含量对其电导率、热导率以及力学性能影响规律的实验研究;同时还采用DM软件对该复合材料的电导率和热导率进行了预测分析。结果表明,CNTs/TDE85复合材料电导率与热导率对应CNTs含量的渗流阈值均为0.2wt%左右,当CNTs含量为0.5wt%,相比纯环氧试样,电导率提高了6个数量级,热导率从0.180W·(m·K)-1提高到了0.211W·(m·K)-1;CNTs含量为0.2%~2%的试样其电导率为10-7~10-5S·cm-1数量级,均具有良好的抗静电能力。CNTs在复合材料中的有效长径比在10~100,与实验结果吻合。添加0.5wt%含量CNTs时,玻璃化转变温度(Tg)、弯曲强度和模量分别提高了约6%、47%和5%。     

聚氨酯/碳纳米管复合材料力学及电性能研究

利用超声分散和原位聚合的方法制备了聚氨酯／碳纳米管((PUR／CNTs)复合材料,观察了该复合材料的微观结构,探讨了CNTs含量对复合材料力学性能和电性能的影响。结果表明,CNTs在基体中获得了较好的分散,当CNTs质量分数为2％时复合材料的力学性能得到全面提高,与PUR相比,拉伸强度提高11．6％,拉伸弹性模量提高11．3％,断裂伸长率提高10．4％;复合材料的导电性能得到明显的提高,在CNTs质量分数为0．5％时可用作抗静电材料。     

聚吡咯/碳纳米管复合阴极材料的制备及电容性脱盐研究

以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为掺杂剂,采用化学氧化法制备了聚吡咯/碳纳米管(DBS-PPy/CNTs)复合阴极材料。针对不同浓度的SDBS,考察了材料的表面形貌、电化学性能及以DBS-PPy/CNTs电极为阴极、CNTs电极为阳极构成的电容法脱盐单元的吸附性能。结果表明,在SDBS浓度为1.0 mmol/L时,所制备的DBS-PPy/CNTs复合纳米材料综合性能最佳,电极的比电容为97.85 F/g,约为CNTs电极的4.3倍;组成电容法脱盐单元(CDI)时,电极对Na+的比吸附量为21.55 mg/g,是CNTs为阴极时的3倍。在吡咯聚合过程中引入掺杂离子是实现该类材料导电性和离子吸附选择性的重要技术手段。     

呋喃/环氧/胺类固化剂共混体系的固化反应机理及性能研究

采用溶液法制备了呋喃/环氧树脂/胺类固化剂的共混物。采用粘度测试仪、DSC、FT-IR、力学测试仪、SEM对共混体系的加工性、固化反应机理及固化后样品的力学性能及机理进行了研究。研究结果揭示了共混体系的固化反应机理,发现在共混体系中呋喃树脂与部分环氧树脂可以在180℃附近反应,剩余部分环氧树脂需要在更高的温度下才能进一步完全反应。共混体系具有优异的力学性能,且随着共混体系中环氧树脂含量的增多在逐渐升高,其中弯曲强度最高达到113 MPa,弯曲模量最高达到4129 MPa,冲击强度最高达到19.1kJ/m~2。对冲击断口形貌进行观察,发现共混体系浇铸体具有相分离结构是性能优异的主要原因。     

光固化ES/CEP共混物及其复合材料力学性能研究

设计了不同质量比的有机硅环氧树脂/脂环族环氧树脂(ES/CEP)共混物,采用光固化技术,分别制备了ES/CEP共混物试样(EP)、玻璃纤维增强复合材料(GF/ES-CEP)以及GF/ES-CEP复合材料为补片的粘接修理铝合金试样,重点研究了有机硅环氧树脂(ES)的质量分数对试样拉伸力学性能的影响。结果表明:CEP添加ES、EP的抗拉强度有逐渐降低的趋势,延伸率则先增加后下降,EP的力学性能在加入15%的ES时达到最佳;GF/ES-CEP复合材料抗拉强度和延伸率则随ES比例的增加先上升后下降。以GF/ES-CEP复合材料为补片的复合材料粘接修理铝合金试样主要发生胶层与损伤结构界面的剥离破坏,表明复合材料力学性能优于界面力学性能。水浴处理后,GF/ES-CEP复合材料修理铝合金试样的力学性能有明显下降,加入适量有机硅树脂可以提高修复试样的耐湿热性能。     

纳米粒子/环氧树脂复合材料的固化动力学研究

在纳米Al2O3、Si3N4、SiC填充环氧树脂复合材料体系中,纳米粒子表面活性及粒子与环氧树脂之间的相互作用影响着环氧树脂的固化过程.本文利用傅立叶红外光谱表征了纳米粒子与环氧树脂之间的化学作用情况,并利用差视扫描量热仪研究了不同纳米粒子/环氧树脂复合材料的固化动力学.结果表明,具有相对最强表面活性的纳米Al2O3粒子与基体之间的相互作用最强,同时该粒子对环氧树脂固化过程的促进作用最显著.