硅氧烷封端水性含氟聚氨酯的制备及性能研究

采用1-巯基甘油(MTG)和2-(全氟己基)乙基甲基丙烯酸酯(PFOL)之间的硫醇-烯点击反应自制含氟二元醇(PFOH);采用烯丙基羟乙基醚(AYEL)和三甲氧基硅烷(TMS)间的硅氢加成反应自制单端含C-OH的硅氧烷(TMSO);将所得产物引入到聚氨酯体系中,得到一系列硅氧烷封端的水性含氟聚氨酯(WFSiPU)。结合FT-IR和¹H-NMR对产物的结构进行表征,通过紫外可见近红外分光光度计、光学接触角测量仪和热重分析仪等表征仪器探究PFOH和TMSO对水性聚氨酯各项性能的影响。结果表明,随着水性聚氨酯体系中PFOH和TMSO的引入,乳液粒径逐渐增大,分布变宽,涂膜的热稳定性、力学性能、疏水性、耐水性等性能均得到了明显改善。当PFOH添加量为8%,TMSO添加量为50%时,涂膜整体综合性能最佳。     

硅氧烷改性环氧树脂复合水分散液的制备及粒径研究

采用化学方法制备了稳定的硅氧烷改性环氧-苯丙复合水分散液,红外光谱表征聚合物结构,动态激光光散射测量水分散液粒径及其分布,透射电镜观察粒子形态。结果表明:环氧树脂的改性是化学改性,当m(苯丙单体)∶m(环氧树脂)=10∶7.95,亲水单体(M AA)含量为22.2%,硅氧烷含量为2%时,水分散液粒径最小、最稳定。放置时间对水分散液粒径影响不大。改性后粒子呈不规则的球形,粒径减小。     

硅氧烷改性石墨烯增强环氧涂层的防腐蚀性能研究

通过点击化学的原理,在商用石墨烯上接枝硅烷偶联剂,使石墨烯在有机涂层中具有良好的分散性和疏水性。接触角测试表明硅氧烷改性石墨烯(SiG)的水接触角(CA)为132.3°,SiG/环氧涂层(SiG/EPs)复合涂层的CA较EPs提高了10.7°,表现出较好的疏水性。SiG在稀释剂和涂料中具有较强的分散性。电化学测试和盐雾试验结果说明SiG/EPs具有很好的耐腐蚀性能,SiG/EPs阻抗模值和自腐蚀电流较EPs提升了两个数量级。SiG能明显提升涂层的耐腐蚀性能,原因是SiG具有较强的疏水性和分散性。     

环氧松香封端有机硅聚合物的合成及性能研究

以松香为原料先制备了环氧松香酰氯,然后以二甲基甲酰胺为溶剂,与羟基硅油通过酰化反应合成了环氧松香封端有机硅聚合物。研究了反应温度和物料配合比对合成反应的影响,并对产物进行了红外光谱(FT-IR)分析和热失重分析。实验结果表明:环氧松香酰氯与羟基硅油的质量配合比为2.2∶1,吡啶用量为松香酰氯的10%(wt,质量分数),反应温度40℃,反应3h条件下,松香封端有机硅聚合物的产率达到90.1%,黏度达到158.2mPa·s,环氧值达到0.156mol/100g。红外光谱(FT-IR)和环氧值分析测试表明在环氧松香引入了聚硅氧烷结构,热失重表明环氧松香封端有机硅聚合物具有较好的热稳定性能。     

三端环氧改性硅油的制备及表征

采用硅氢加成的方法,以四甲基二硅氧烷及烯丙基缩水甘油醚为原料,氯铂酸-异丙醇为催化剂,合成双端含环氧基的1,3-二缩水甘油醚氧基丙基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷,再以其为封端剂,八甲基环四硅氧烷(D_4)及3-缩水甘油丙基(二甲氧基)甲基硅烷为原料,四甲基氢氧化铵为催化剂,采用本体聚合法合成三端含环氧基的环氧改性硅油,用改性硅油制备了硅油乳液。研究结果表明,所制备硅油乳液在纤维表面形成较好的保护层,改善了纤维表面的缺陷。     

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%。     

环氧树脂/改性氮化硅复合材料制备及性能研究

纳米氮化硅用偶联剂N97进行改性,并制得环氧树脂/改性氮化硅(EP/Si_3N_4-N97)复合材料。通过导热系数测定、热重分析(TG)、红外分析(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)对复合材料进行分析和表征。结果表明,加入改性后氮化硅可以有效地提高复合材料的导热性,含1.0%(wt,质量分数)改性氮化硅的EP/Si_3N_4-N97复合材料导热系数为0.4471W/m℃,比纯树脂材料的导热系数提高了44.23%;800℃时复合材料的质量残留率是环氧树脂的1.82倍;改性氮化硅的加入提高了复合材料的断裂韧性。     

环氧改性酚醛树脂纳米复合材料的制备及性能研究

为提高酚醛树脂(PF)的耐热性和韧性,拓宽其应用范围,采用环氧树脂(EP)和纳米二氧化硅(SiO_2)对酚醛树脂进行改性,研究环氧树脂和纳米粒子用量对酚醛树脂综合性能的影响。测试结果综合分析表明,在环氧树脂用量为20%(wt,质量分数),KH560用量为20%(wt,质量分数),纳米SiO_2用量为1%(wt,质量分数)条件下,环氧/纳米SiO_2改性酚醛树脂复合材料的聚合时间和软化点得到提高,热分解温度达到416.2℃,冲击强度达到7.49kJ/m~2,具有较好的性能。     

液体橡胶改性环氧灌封树脂的制备

本文主要介绍了应用端环氧基丁腈橡胶改性环氧树脂得到新型灌封树脂的研制过程。试验结果表明:新型灌封树脂选用的树脂、固化剂增加了韧性链段,而TEM图显示液体橡胶增韧剂在固化物中形成了"海岛结构",这三方面使得新型灌封树脂具有较好的抗开裂性能,冲击强度提高了100%。     

端羧基液体丁腈橡胶改性海因环氧树脂性能研究

目的 采用端羧基液体丁腈橡胶(CTBN)对海因环氧树脂进行增韧改性。方法 通过热熔法将不同份数的CTBN添加到海因环氧树脂中,以4,4''–二氨基二苯甲烷为固化剂制备了改性环氧树脂,通过固化动力学研究确定了其固化工艺,考察CTBN用量对改性树脂体系的反应活性、力学性能、热性能以及断面微观形貌的影响。结果 随着CTBN的加入,改性树脂的固化放热峰向高温方向偏移。CTBN可显著提高树脂体系的断裂伸长率和冲击强度,其热性能基本保持不变。改性树脂的断面呈现两相“海岛”结构。结论 CTBN对海因环氧树脂有明显的增韧作用,制备的改性树脂体系可用于金属防腐涂料和胶黏剂等材料。     

碳纤维改性环氧树脂基复合材料的制备及性能研究

以环氧树脂E51为基础材料,碳纤维为增强材料,制备出了不同碳纤维掺杂量(0,3%,6%,9%(质量分数))的改性环氧树脂基复合材料,研究了碳纤维掺杂量对环氧树脂基复合材料力学性能、微观形貌、热稳定性和导热性能的影响。结果表明,适量碳纤维的掺杂提高了环氧树脂基复合材料的力学性能、热稳定性和导热性能。随着碳纤维掺杂量的增加,改性环氧树脂基复合材料的拉伸强度、断裂延伸率、弯曲强度和弯曲模量均先增大后降低,当碳纤维的掺杂量为6%时,复合材料的拉伸强度、断裂延伸率、弯曲强度和弯曲模量均达到了最大值,分别为48.5 MPa, 1.86%,85.6 MPa和3.09 GPa。随着碳纤维掺杂量的增加,复合材料的分解温度和残留量先升高后降低,当碳纤维的掺杂量为6%时,复合材料的分解温度和残留量达到最大,分别为453.7℃和4.9%。复合材料的导热系数随碳纤维掺杂量的增加而增大,当碳纤维的掺杂量<6%时,导热系数增长速率较快。综合分析可知,碳纤维的最佳掺杂量为6%。     

硅氧烷包裹氢氧化镁纳米复合阻燃剂改性制备及性能研究

为了获得具有较好耐热阻燃性能和较好亲和力的纳米氢氧化镁(MH)阻燃剂,利用水热与超重力方法制备了纳米MH/硅氧烷阻燃剂,利用TEM、BET比表面仪、热重分析仪等设备对纳米MH粒子及纳米MH/硅氧烷复合阻燃剂粒子进行了分析和表征。研究发现,纳米MH/硅氧烷复合阻燃剂稳定性明显优于其它方法制备的MH粒子,在粒子表面形成修饰层,且团聚现象明显减少。纳米复合粒子比表面积有所减低,亲和力增强。当纳米MH/硅氧烷复合阻燃剂作填料时,有利于提高其对复合阻燃剂的补强作用和耐热阻燃性能,为将该纳米粒子作为阻燃剂进一步应用奠定了基础。     

咪唑封端扩链脲改性环氧树脂E-51/酸酐MTHPA体系性能研究

以端羟基聚环氧丙烷1000，甲苯二异氰酸酯（TDI），2－甲基咪唑为原料，合成了扩链脲TI，利用DSC，动态热机械分析仪DMA，冲击试验机及扫描电镜（SEM）等手段对TI改性的环氧树脂E－51／甲基四氢化邻苯二甲酸酐（MTHPA）固化体系的反应活性，动态力学行为，冲击性能，断裂面形态结构进行了系统研究，结果表明，改性后的E－51／MTHPA体系反应活性明显提高，固化反应峰顶温度较未改性体系降低160℃－200℃，固化反应的表观活化能由未改性体系的160．3kJ/mol降至63kJ/mol-87kJ/mol，同时与未改性体系相比，经过改性的环氧树脂固化体系冲击强度有较大的提高，在TI含量为5％时体系的玻璃化转变温度Ts达到最高，各改性体系冲击断面呈韧性断裂。     

聚氨酯增韧改性环氧树脂的制备及性能表征

以聚醚二元醇(PTMG)与二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)反应,生成以异氰酸酯基(-NCO)封端的聚氨酯预聚体,然后与环氧树脂(E-44)反应,合成了韧性好、相对分子质量大小及其分布合理、力学性能优异的聚氨酯改性环氧树脂,探讨了原料摩尔比、稀释剂用量和合成工艺等因素对树脂性能的影响,研究结果表明,当原料摩尔比n(HMDI)∶n(PTMG)∶n(E-44)=2.3∶1∶2,稀释剂丙烯酸异冰片酯(IBOA)用量为20%,合成条件为65℃×2 h+75℃×50 min时,可以得到黏度为3.06×10⁵ mPa·s (25℃)、M_n为1400、M_w为2900、相对分子质量分布宽度指数为2.07的聚氨酯改性环氧树脂。通过红外光谱、核磁共振碳谱和凝胶渗透色谱对其结构进行表征,结果与设计的一致,达到了预期效果,其拉伸强度、冲击强度、弯曲强度、储能模量(E′)、损耗模量(E″)、玻璃化转变温度(T_g)等综合性能优异。     

环氧树脂-多面体齐聚倍半硅氧烷复合材料的制备及性能

采用两步法,先将单官能团环氧基多面体齐聚倍半硅氧烷(SEPO)接到胺类交联剂上,再加入双酚A型环氧树脂(EP)进行固化,成功制备出EP-SEPO复合材料。通过扫描电镜(SEM)、热重分析(TGA)、动态力学性能(DMA)和材料试验机等测试,研究了多面体齐聚倍半硅氧烷(POSS)的引入对环氧树脂的结构、耐热性及力学性能的影响。结果表明,POSS在环氧基体树脂中,能发生微观聚集,形成尺寸小于1μm的聚集体均匀分散在基体中;同时POSS的引入使材料的初始热分解温度提高约35℃,耐热性显著提高;此外,POSS的引入使材料拉伸强度提高了1.5倍,韧性大约提高了3倍,环氧树脂的强度和韧性同时得到提高。     

环氧树脂/改性氧化石墨复合材料的制备及性能研究

采用改进Hummers法制备了氧化石墨,用硅烷偶联剂KH550对其进行改性,并制备了环氧树脂/氧化石墨复合材料。通过导热系数测定、热重分析(TG)、扫描电子显微镜(SEM)对复合材料进行分析和表征。结果表明:加入改性后的氧化石墨可以有效提高复合材料的导热系数,含2.0wt%改性氧化石墨的复合材料导热系数为0.36 W/m·K,比纯树脂材料的导热系数提高16.1%;复合材料热分解温度比纯环氧树脂提高了49℃;改性氧化石墨的加入能够提高复合材料的断裂韧性。     

纳米填料改性环氧树脂建筑保温材料的制备及性能研究

环氧树脂基混凝土作为一种绿色环保的建筑材料,在道路修补和保温建筑中应用广泛。以环氧树脂E44为原料,二甲苯为稀释剂,纳米玻璃纤维为填料,制备了复合环氧树脂基混凝土,研究了不同纳米玻璃纤维长度对混凝土微观形貌、力学性能和保温性能的影响。结果表明,纳米玻璃纤维的掺杂发挥了“晶种”作用,促进了水化反应的进行,提高了环氧树脂基混凝土的密实度。纳米玻璃纤维长度的适当增加提高了混凝土与纤维的结合强度,当纳米玻璃纤维长度为8 mm时,混凝土的形貌最佳。随着纳米玻璃纤维长度的增加,混凝土的抗压强度和抗折强度先增大后降低。养护28 d,当纳米玻璃纤维长度为8 mm时,混凝土的抗压强度和抗折强度均达到最大值,分别为21.93和4.59 MPa。纳米玻璃纤维的掺杂改善了混凝土的孔结构,降低了导热系数,提高了保温性能,当纳米玻璃纤维长度为8 mm时,混凝土导热系数最低为0.147 W/(m·K),保温性能最佳。     

环氧树脂改性聚氨酯泡沫材料的制备及膨胀性能研究

采用预聚体合成法制备了环氧树脂(EP)改性聚氨酯(PU)预聚体,进一步发泡膨胀后得到了具有较强粘性且膨胀性能可控的EP/PU泡沫材料。测定了其膨胀体积,并讨论了该材料膨胀性能的影响因素。结果表明:通过调整MDI的使用量可以实现对泡沫材料膨胀体积的控制;且调整催化剂和泡沫稳定剂用量为预聚体质量的3.3%,发泡剂用量为预聚体质量的5%时,材料具有最佳膨胀性能。     

端羧基丁腈橡胶改性环氧树脂的结构与性能

用液体端羧基丁腈橡胶(CTBN)对固体环氧树脂(EP)进行改性,合成了CTBN-EP预聚物,研究了CTBN-EP/HTP-305体系的微观形貌、力学性能和热性能。研究结果表明,随着CTBN含量的增大,冲击强度及断裂伸长率显著提高,说明通过CTBN化学预聚改性的EP韧性提高,而体系的拉伸强度和热性能略有下降。动态热机械分析(DMA)测试体系的动态力学性能结果表明,体系出现了两相结构(Tg对应温度分别是-60℃和80℃～100℃)。扫描电镜(SEM)分析表明,固化过程中析出了橡胶相并均匀分散在环氧树脂基体中,形成了剪切空洞变形结构。