氧化石墨烯改性环氧树脂的制备及性能研究

以环氧树脂、二乙醇胺为原料制备阳离子型环氧乳液,然后与氧化石墨烯充分混合形成共混分散液,加热固化得氧化石墨烯改性环氧树脂(GO/EP)涂层。其表面官能团结构、表面形貌分别通过傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和扫描显微镜(SEM)进行表征,湿润性、热稳定性、力学性能分别通过接触角测试仪、热失重仪(TGA)和微机电子万能试验机进行测试。结果表明,氧化石墨烯加入环氧树脂基体中后涂层材料的力学性能较纯环氧树脂明显提高,其拉伸强度、断裂伸长率以及弹性模量最大提高率分别为69.2%,62.8%和22.8%。     

Al_2O_3的表面改性及其在环氧树脂导热涂料中的应用

先用硅烷偶联剂KH-560对Al_2O_3粉末填料进行表面改性,再按一定比例将其添加到E-20型环氧树脂溶液中,并配合自制的潜伏型环氧树脂固化剂及其它助剂,制备了环氧树脂导热涂料,用拉伸试验、附着力测试、导热率测试和热失重分析对导热涂层进行了研究。结果表明,随着填料含量的增加,涂层的导热率开始以缓慢的速度增长,当填充量超过45%时,导热率快速增大;少量的填料能提高涂层的拉伸强度,而填充量过高时,拉伸强度反而被削弱;将表面改性后的Al_2O_3用于导热涂层能得到比改性前更大的拉伸强度和更高的导热率;当改性Al_2O_3的添加量为75%时,涂层的导热率达到1.33 W/(m·K),涂层对铝材的附着力级别为0,对应的拉伸强度和断裂伸长率分别为15.4 MPa和8.4%。     

自修复聚氨酯防水涂料的研究

为了赋予聚氨酯防水涂料自修复性能,先用环氧树脂对高吸水纤维进行改性,再将改性纤维与双组分聚氨酯通过共混制备自修复聚氨酯防水涂料,最后用刮涂法制备防水涂层。用扫描电镜、红外光谱仪对防水涂层的微观结构进行分析,用万能材料试验机、电动不透水仪等对防水涂层的机械性能、自修复性能及防渗透性能等进行测试。结果表明,高吸水纤维、氧化锌有助于提高防水涂层的拉伸强度,防水涂层的最大抗拉强度为1.83MPa,断裂伸长率达到795%。防水涂料完全切断自修复24h后,裂口完全愈合。自修复48h后,拉伸强度恢复率最高可达63%,断裂伸长率达到60%左右。本研究为聚氨酯防水涂料自修复提供了新的方法。     

银纳米粒子负载的石墨烯基环氧树脂复合材料的制备及性能

本工作以鳞片石墨为原料采用Hummer方法制备了石墨烯,并通过原位还原法在石墨烯上负载银纳米粒子,再利用得到的载银石墨烯材料与环氧树脂进行复合,充分发挥了三种材料的优势,得到了性能优异的载银石墨烯基环氧树脂复合材料。同时本工作探究了载银石墨烯的不同掺入比对复合材料拉伸强度和断裂伸长率的影响。结果表明,掺入0.05%(质量分数,下同)载银石墨烯时,复合材料的拉伸强度显著提高,而掺入0.1%载银石墨烯时,复合材料的断裂伸长率增大效果明显。通过对固化温度的研究得出100℃固化温度、载银石墨烯掺入0.05%为最优制备方案。同时,改性后的复合材料能有效减缓环氧树脂的受热分解问题,使环氧树脂的热稳定性得到了提高。     

高分子硅烷偶联剂改性环氧树脂性能研究

采用侧链氨基硅油(AEAPS)和小分子偶联剂KH-560为原料合成了一系列氨基硅油高分子偶联剂(APCA)并用作双酚A型环氧树脂(EP)/4,4′-二氨基二苯基甲烷(DDM)体系的改性剂,系统研究了改性剂含量等对改性环氧固化物的冲击强度、拉伸强度、断裂伸长率、玻璃化转变温度(Tg)和断裂面形态等的影响。结果表明,APCA能明显提高固化体系的性能,其中环氧树脂经10份APCA-60改性后,与未改性环氧相比,抗冲强度提高了近一倍,断裂伸长率增加了94.55%,拉伸强度也提高了59.55%,而Tg也提高了5℃,达到了明显的增强增韧和提高耐热性等效果。     

甲基苯基有机硅低聚体改性环氧树脂的韧性及热残重

以二甲基二乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷为单体原料,通过水解、缩聚的方法合成了甲基苯基有机硅低聚体(PMPS)。然后用其与双酚A型环氧树脂(E51)发生共聚反应,并且引入柔性环氧树脂(DER732),制备出一系列PMPS改性环氧树脂。红外光谱表明,PMPS接枝在环氧树脂上。探讨了PMPS含量对改性树脂拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度、微观形貌、热残重的影响。结果表明,当m(E51)∶m(DER732)∶m(PMPS)=40∶20∶40时,改性树脂的断裂伸长率为49.63%,冲击强度为12.07 kJ/m2,600℃的热残重为27.19%,分别比未改性的环氧树脂提高了42.78%,8.41 kJ/m2和21.83%。     

二氯二苯基硅烷改性双酚A型环氧树脂性能研究

以二氯二苯基硅烷对双酚A型环氧树脂进行改性,通过拉伸实验、冲击实验、DSC、SEM研究了二氯二苯基硅烷的含量对环氧树脂E-51固化物性能的影响.结果表明:用5.9份的二氯二苯基硅烷改性时,树脂固化物的拉伸强度达到了67.85MPa,断裂伸长率达7.59%,冲击强度达13.38kJ/m2,环氧树脂的玻璃化转变温度达146.56℃.分别比未改性提高了18.9MPa、3.6%、5.5kJ/m2、28℃.     

低温固化有机硅耐高温涂层织物的制备

为降低有机硅树脂固化的温度和时间,利用环氧树脂对自制有机硅低聚物进行改性,并进一步在改性硅树脂中添加铝粉、高岭土及白炭黑等功能填料制备复合有硅树脂溶液,将其涂覆在玻璃纤维织物表面,最终制备出具有低温固化功能的隔热涂层玻璃纤维织物.结果表明:环氧树脂分子侧链上的仲羟基与有机硅低聚物发生了接枝反应,环氧基团的保留也为涂层过程中实现低温固化提供了条件;改性硅树脂在700℃时的残留质量为66.2%,具有良好的热稳定性;复合有机硅树脂涂层后的织物可在60℃下烘10 min,完成固化过程,烧蚀试验表明涂层后织物的隔热性能显著提高.     

反应型液晶化合物改性环氧树脂的性能

利用自行合成的端基含有活性基团的热致性液晶化合物(LCEU)改性环氧树脂CYD-128／4，4’-二氨基二苯砜(DDS)固化体系，用DMA测试了共混物的动态力学性能并研究其结构与性能的关系，对改性体系的冲击强度、拉伸强度、弯曲强度、弹性模量、断裂伸长率、热失重温度(TG)与LCEU含量的关系进行了探讨，用扫描电镜(SEM)对材料断面的形态结构进行了研究。结果表明，经LCEU改性的共混物的α、β转变温度提高，橡胶态模量提高，材料的力学性能和热稳定性提高，改性后材料断裂面的形态逐渐呈现韧性断裂特征。     

无溶剂型纳米SiO2/环氧树脂复合涂料的制备及性能

为了提高环氧树脂涂料的综合性能,以KH-560硅烷偶联剂对纳米SiO2进行原位改性,制备了无溶剂型纳米SiO2/环氧树脂复合涂料。用FT-IR及分散性试验研究了纳米SiO2原位改性的效果;探讨了改性纳米SiO2对复合涂层表面形貌、力学性能、耐紫外光老化性、耐蚀性能的影响。结果表明:KH-560硅烷偶联剂的有机分子链段成功地键合在纳米SiO2粒子表面,改性后的纳米SiO2粒子能均匀地分散在二甲苯中;纳米SiO2能够显著改善环氧树脂涂层的力学性能,当其含量为3%时最好;复合涂层耐紫外光老化及耐腐蚀性比环氧树脂涂层有较大的提高。本无溶剂型纳米SiO2/环氧树脂复合涂层对基材有良好的保护作用。     

TiO2-MWCNTs的制备及TiO2-MWCNTs/epoxy复合涂层性能

用混酸对多壁碳纳米管（MWCNTs）进行了酸化处理,然后通过溶胶-凝胶法制备了TiO₂包覆MWCNTs（TiO₂-MWCNTs）核壳材料,并通过X射线衍射（XRD）、热重分析（TGA）等手段对其包覆结果进行了验证。用硅烷偶联剂KH560对TiO₂-MWCNTs及MWCNTs进行了改性,分别制备了TiO₂-MWCNTs/epoxy、MWCNTs/epoxy复合环氧涂层以及纯环氧涂层,利用EIS测试了涂层的电学性能,通过材料试验机（MTS）测定了涂层的柔韧性,用扫描电镜（SEM）观察了涂层表面形貌。结果表明：TiO₂-MWCNTs在环氧树脂中具有良好的分散性,TiO₂-MWCNTs/epoxy复合涂层对腐蚀介质具有较好的抗渗透性能;TiO₂包覆后大大增加了涂层的柔韧性。     

聚邻氯苯胺-纳米SiC/环氧树脂复合材料的制备与防腐性能

导电聚合物在金属腐蚀领域存在着潜在的应用前景。为获得防腐性能良好的聚邻氯苯胺(POCl)-nano SiC/环氧树脂复合材料,利用原位聚合法制备了盐酸掺杂态POCl-nano SiC复合改性材料。通过FTIR、UV-vis、XRD、TGA、XPS和SEM等分析手段对其结构、组成和形貌进行了表征。以POCl-nano SiC复合改性材料为填料,环氧树脂为成膜物质,在碳钢表面制备了POCl-nano SiC含量为3wt%、5wt%和8wt%的POCl-nano SiC/环氧树脂复合涂层,并通过SEM对涂层的断面形貌进行了观察。利用Tafel极化曲线和电化学交流阻抗谱研究了涂层在3.5%NaCl溶液中的防腐性能。结果表明,POCl-nano SiC填充量为5wt%的POCl-nano SiC/环氧树脂复合涂层表现出较好的抗腐蚀性能,其腐蚀速率为2.78×10-3 mm/y,腐蚀保护效率高达90.45%。表明适量的POClnano SiC作为环氧树脂涂层的增强相,降低了涂层的孔隙缺陷,在腐蚀介质刺激下,能够在碳钢表面形成钝化保护层。Nano SiC粒子在涂层中充当着类似栅栏结构的屏障,从空间结构上阻止了气体分子和腐蚀溶液向金属基底的渗透。     

功能化纳米TiO2/环氧树脂超疏水防腐复合涂层的制备与性能

超疏水材料在金属防腐领域具备巨大的潜在应用前景。为得到疏水性能及防腐性能俱优的纳米TiO₂/环氧树脂复合涂层材料,首先以三甲氧基十七氟癸基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)对纳米TiO₂表面功能化;以全氟辛基甲基丙烯酸酯对固化剂二乙烯三氨(DETA)进行氟化;最后通过一步共混法和两步喷涂法分别制备出两种复合涂层。利用FTIR、XPS、1HNMR分析氟化固化剂(F-DETA)和氟化纳米TiO₂(f-TiO₂)的物相组成和组织结构。接触角测试仪和静置实验表明,当三甲氧基十七氟癸基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷的摩尔比为1∶15时f-TiO₂的性能最佳,所制备的复合涂层接触角达到164.9°。SEM表征结果显示通过两步法制备的f-TiO₂/环氧树脂复合涂层具备更均匀的粗糙表面、涂层内部孔隙率较低且环氧树脂层与f-TiO₂层具备梯度结构。摩擦实验证明两步法制备的f-TiO₂/环氧树脂复合涂层的超疏水性具备较好的机械稳定性。Tafel极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)研究表明,通过两步法制备的f-TiO₂/环氧树脂复合涂层具有优异的防腐性能,其腐蚀抑制效率高达99.99%。      

石墨/碳化硅/铁氧体涂层复合材料性能研究

为了开发具备良好介电性能和力学性能的多功能吸波复合材料,以涤纶针织物为基布,以环氧树脂为基体,在基布上进行石墨/碳化硅/铁氧体三层复合涂层整理,制备1.5 mm涂层厚度的柔性纺织涂层复合材料.采用介电谱仪研究了吸波剂的含量对吸波涂层材料介电常数和损耗角正切的影响.鉴于该材料多用于工程领域,采用万能材料实验机测试了该复合材料的拉伸、弯曲、剪切等力学性能.结果表明,该复合材料在低频段具备良好的介电性能,且具备一定的力学性能.     

生物基没食子酸环氧树脂/纳米氧化锌抗菌涂层的制备与性能EI北大核心CSCD

以没食子酸为主要原料制备生物基没食子酸环氧树脂(GAER),将硅烷偶联剂KH550表面改性的纳米ZnO与GAER进行复合,以丁二酸酐为固化剂,制备KH550-nano-ZnO/GAER生物基复合涂层。对纳米ZnO改性前后微观结构的变化进行表征;采用示差扫描量热仪对丁二酸酐/GAER体系的固化过程进行研究,测试KH550-nano-ZnO的加入对GAER固化膜力学性能、热性能、动态力学性能以及抗菌性能的影响。结果表明:适量KH550-nano-ZnO的加入,可以增加GAER固化体系的玻璃化温度,提高涂层表面的抗冲击性,KH550-nano-ZnO含量的增加使得涂层的硬度增加,附着力下降,热稳定性增加。复合涂层的起始热失重温度(T5%)比纯GAER高12.6~15.4℃。当KH550-nano-ZnO含量为2%(质量分数)时,玻璃化转变温度与纯GAER树脂相比增加了30.7℃。KH550-nano-ZnO/GAER固化涂膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率均达到99.99%。     

水分散型水性环氧涂料的制备

目前水性环氧涂料以亲水性的固化剂为主,它们与树脂之间的相溶性不好,直接影响了涂料的固化成膜和涂层性能.为此,制备了固化剂为水分散型的水性环氧涂料,研究了其固化机理,重点讨论了不同用量的水和成膜助剂对涂料性能的影响.结果表明:环氧-水分散型固化剂涂料中的加水量对体系的黏度影响不大,而环氧-亲水性固化剂涂料中的加水量对体系的黏度影响较大;成膜助剂2,2,4-三甲基戊二醇-1,3单异丁酸酯(TEXANOL)的加入可以显著降低乳液的最低成膜温度,并可取得较好的成膜效果.研制的水性环氧涂料具有较好的综合性能.     

煤制油碱性水储罐内表面无溶剂改性环氧防腐蚀涂料涂层的制备及其性能

煤直接液化制油工艺碱性含硫污水储罐内壁的腐蚀特征复杂,内防腐蚀涂层脱落问题是储罐设备安全的隐患,同时也是制约装置长周期运行的瓶颈。以纳米二氧化硅改性环氧树脂、有机硅环氧杂化树脂与双酚A环氧树脂复配,制备无溶剂改性环氧涂料,用于直接液化制油工艺碱性含硫污水储罐内壁的防腐蚀,并在A3钢表面制备无溶剂改性环氧防腐蚀涂层,采用相关标准测试其性能。结果表明:采用纳米二氧化硅改性环氧树脂可以明显改善无溶剂防腐蚀涂料涂层的耐冲击强度、柔韧性以及交联度;硅烷偶联剂与二氧化硅改性环氧涂料使涂层附着力保持时间明显延长;有机硅环氧杂化树脂可以有效改善涂层抗腐蚀介质渗透能力,有机硅环氧杂化树脂与纳米二氧化硅改性环氧树脂则可以极大地减轻涂层表面和涂层本体在腐蚀性介质中的破坏程度,延长防腐蚀涂层使用寿命,满足煤制油工艺中碱性水储罐的防腐蚀要求。     

耐苯酚型石化重防腐涂料的研制和研究

通过红外、扫描电镜及浸泡试验研究了聚硫橡胶改性环氧树脂对耐苯酚型石化重防腐涂料性能的影响.并研究了不同功能性填料对涂层耐苯酚性能的影响.结果表明:采用聚硫橡胶改性的环氧树脂为主要成膜物质、玻璃鳞片为功能型填料、PVC为0.35、片状填料含量为50％的涂层耐苯酚性能最优,在石化污水池中浸泡1a后,涂层表面基本完好.     

Hydrophobic epoxy resin coating with ionic liquid conversion pretreatment on magnesium alloy for promoting corrosion resistance

A hydrophobic epoxy resin coating with an environmental-friendly deep eutectic solvent(DES)-based conversion pretreatment was proposed to enhance the corrosion resistance of magnesium alloys. The hydrophobic epoxy resin coatings on the AZ31B magnesium alloy with and without the DES-based conversion pretreatment were thoroughly compared. It is found that the DES-based conversion film on the AZ31B magnesium alloy is mainly composed of MgH_2, MgO and MgCO_3. Furthermore, the conversion film possesses porous structure, which provides more anchor points for the following epoxy resin coating.However, without the DES-conversion pretreatment, the epoxy resin is difficult to be attached on the substrate during the dip-coating process. The double layered hybrid coating system promotes the corrosion resistance of the magnesium alloys significantly, which can be ascribed to the unique architecture and component including the hydrophobicity of the surface layer, the dense and interlocked epoxy resin,and the corrosion resistant DES-based conversion pretreatment.     

聚合物涂层对高模量碳纤维表面性能的影响

为改善碳纤维表面性能以及碳纤维/树脂复合材料的界面性能,对PAN基高模量碳纤维（HMCF）表面进行聚合物涂层处理。研究了不同潜伏性固化剂含量的聚合物涂层对HMCF表面以及碳纤维/树脂复合材料的界面性能的影响。IR分析表明,聚合物涂层与纤维或树脂基体发生了化学反应。扫描电镜和动态机械热分析的结果也说明,聚合物涂层能够提高...