可拉伸环氧聚合物的制备与修复性能EI北大核心CSCD

采用不同摩尔比的辛二醇缩水甘油醚(OCG)和含呋喃-马来酰亚胺可逆共价键的环氧缩水甘油醚(FDB)的单体混合物与等当量的聚醚胺(D230)制备了一系列含有可逆共价键的环氧聚合物材料。通过红外光谱、差示扫描量热、热分析、扫描电镜、力学性能测试和光学显微观察等研究了OCG/FDB摩尔比对环氧聚合物热性能、力学性能和修复性能的影响。结果表明,环氧聚合物的玻璃化转变温度随着OCG/FDB摩尔比的增加而降低,拉伸模量、断裂伸长率和低温(70℃)修复率出现先升高后降低的趋势;当n(OCG)/n(FDB)=1.5时,拉伸模量达到(9.57±0.12)MPa,断裂伸长率达到315.8%±3.9%,修复率达到78.86%±6.17%。所制备的环氧聚合物同时具有较高的拉伸性能和较好的修复性能。     

基于自组装行为的微球复合水凝胶制备及性能

以超支化的聚乙烯亚胺和烯丙基缩水甘油醚通过环氧开环反应制备了具有温敏性的聚合物,该温敏性聚合物在水溶液中表现出相转变行为,当达到临界温度时能够自组装形成微球.以该微球为交联剂、丙烯酰胺为单体原位在室温下制备出一种微球复合水凝胶(MC H).力学性能测试表明,制备的微球复合水凝胶具有优异的力学性能,断裂伸长率达到2800...     

兼具高强度、高韧性和自修复性能的环氧树脂改性热可逆聚氨酯

将E51环氧树脂引入基于Diels-Alder反应的热可逆聚氨酯，制备出环氧树脂改性热可逆自修复聚氨酯材料。引入环氧树脂，可提高改性热可逆聚氨酯的拉伸强度、杨氏模量、冲击韧性和邵氏硬度且保持较高的断裂伸长率。添加20%的环氧树脂制备的环氧树脂改性热可逆聚氨酯材料兼具优异的强度、韧性、硬度等力学性能和良好自修复性能。当环氧树脂改性热可逆聚氨酯出现裂纹裂缝等损伤后，在130℃处理20 min及60℃处理24 h便可修复损伤，并可实现同一部位多次损伤的重复自修复。力学性能提高的原因，是刚性环氧树脂相与聚氨酯弹性相相互缠结形成互穿聚合物网络结构产生的“强迫互溶”和“协同效应”；而多次重复自修复则归因于热可逆Diels-Alder反应和分子链热运动的协同作用。     

柔性环氧灌浆材料的制备与性能研究

采用十八胺与乙二醇缩水甘油醚为原料,制得一种两端为环氧基、中间氮原子上接有长疏水侧链的加成物,再由自制亚胺上剩余的仲胺对加成物进行封端,制备出潜伏型柔性环氧固化剂.并用该固化剂制备出低模量高弹性环氧灌浆材料.通过测定固化物的冲击强度、拉伸强度、断裂伸长率和玻璃化转变温度(Tg),扫描电子显微镜对固化物的断裂面形态分析等...     

季铵盐聚合物/封端聚氨酯共混物防污涂料的制备与性能

用溶液聚合法合成了甲基丙烯酸缩水甘油醚-甲基丙烯酸丁酯共聚物,然后通过共聚物中环氧基与盐酸和三甲胺的反应制备了相应的季铵盐聚合物(QASP),并制备了QASP/封端聚氨酯(BPU)共混物防污涂料。测试结果表明,随着共混物涂料中BPU用量的增加,涂层的拉伸强度下降,断裂伸长率增加,剪切强度增加;氧化亚铜能增强涂层的疏水性和降低涂层的表面能;防污涂料中铜离子渗出率保持在比较高的水平,防污性能比较明显。     

热塑性聚胺醚及其原位聚合复合材料的性能研究

以双酚A缩水甘油醚(DGEBA)和乙醇胺为单体合成了热塑性聚胺醚,并采用原位聚合的方法制备了连续玻璃纤维增强复合材料。研究了不同配比的DGEBA和乙醇胺对聚合物的流变性能、反应特性、力学性能和热性能的影响,并用红外光谱法(FT-IR)对聚胺醚进行了结构分析,对原位聚合制备的复合材料进行了力学性能、动态热机械性能和界面性能分析。结果表明:在DGEBA/乙醇胺摩尔比1∶1.07时,单体反应较为完全;拉伸强度为51.7MPa,有良好的力学性能;玻璃纤维增强复合材料为41.46MPa,弯曲强度为489MPa,是一种性能良好的纤维增强热塑性树脂基复合材料。     

稀释剂对DDM/E-51环氧树脂体系力学性能的影响

以乙二醇二缩水甘油醚(EGDGE)为活性稀释剂,4,4’-二氨基二苯甲烷(DDM)为固化剂,采用模具浇铸法制备了高力学性能的环氧固化物,详细研究了稀释剂含量对其拉伸、弯曲和冲击强度等力学性能的影响。结果表明,随着稀释剂含量的增加,环氧树脂的拉伸和弯曲强度及模量先增加后减小,添加40%(质量分数,下同)稀释剂时,拉伸和弯曲强度分别达到最大值96.7MPa和168.3MPa,比不添加稀释剂时提高了24.3%和19.2%;拉伸和弯曲模量也分别达到最大值1958.6MPa和3573.9MPa,比不添加稀释剂时提高77.8%和19.8%。添加20%稀释剂时,冲击强度达到最大值37.43kJ/m2,比不添加稀释剂时提高23.1%。     

聚丙二醇二缩水甘油醚对E51树脂力学性能的研究

利用聚丙二醇二缩水甘油醚增韧改性剂与E51共混制备改性树脂,研究聚丙二醇二缩水甘油醚增韧改性剂填量对复合材料常温力学性能及低温力学性能的影响。结果表明,当增韧改性剂填量为20%(质量分数)时,改性树脂的性能最优。在常温下拉伸断裂应变达到了7.5%,与改性前相比提高了82.9%,改性树脂浇注体的常温拉伸强度为93.3MPa,与改性前相比提高了25.2%,压缩强度为129.8 MPa,弯曲强度为116.60 MPa。在低温下改性树脂浇注体的拉伸断裂应变为5.4%,与改性前相比提高了50%,改性树脂浇注体低温拉伸强度为130.4 MPa,低温压缩强度为174.6 MPa,低温弯曲强度为154.9 MPa。     

GAP/MDI/DEG含能热塑性弹性体的合成与性能

以一缩二乙二醇(DEG)为扩链剂采用熔融预聚二步法合成了一种聚叠氮缩水甘油醚(GAP)基含能热塑性聚氨酯弹性体(GAP/MDI/DEG-ETPE)。采用凝胶渗透色谱(GPC)、红外光谱(FT-IR)、动态热机械分析(DMA)、X射线衍射(XRD)分析和力学性能测试技术对合成的ETPE进行了性能表征。结果表明,当-NCO/-OH摩尔比(R值)为0.98,后熟化条件为30℃1d,90℃3d,硬段质量分数为35%时,ETPE的数均相对分子质量为84530,重均相对分子质量为202400,分散指数为2.39,且具有较佳的力学性能和动态力学性能,其拉伸强度为14.6MPa,断裂伸长率为414%,玻璃化温度为-29.6℃。     

环氧化合物上浆处理的MWCNTs对MWCNTs/环氧树脂复合材料性能的影响

利用氨基化多壁碳纳米管(MWCNTs-NH2)与环氧化合物苄基缩水甘油醚(EP 692)和十二-十四烷基缩水甘油醚(EP AGE)反应,通过球磨工艺制备了两种不同分子结构环氧化合物上浆处理的多壁碳纳米管(MWCNTs)MWCNTs-692和MWCNTs-AGE。将均为1wt%的MWCNTs-NH2,MWCNTs-692和MWCNTs-AGE分别添加到二氨基二苯甲烷(DDM)固化双酚A二缩水甘油醚(DGEBA)环氧树脂体系中,分析了三种MWCNTs对树脂体系黏温关系、固化动力学、热力学性能和弯曲性能的影响。FT-IR,TGA和XPS测试表明,EP 692和EP AGE通过共价键接枝到碳纳米管的表面。与MWCNTs-NH2相比,MWCNTs-692和MWCNTs-AGE可以有效提高碳纳米管在环氧树脂基体中的分散性和相容性,减少纳米粒子对树脂体系黏度和固化动力学的影响。此外,添加上述三种碳纳米管都可以改善纯环氧树脂体系的储能模量和弯曲性能,其中经过含有刚性分子结构上浆剂处理的MWCNTs-692增强效果最为显著。添加1wt%MWCNTs-692后,MWCNTs-692/环氧树脂复合材料的常温储能模量提高了30.6%,弯曲强度和模量分别提高了18.8%和22.5%。     

芳香多元胺扩链ESO/PR交联树脂的制备与性能

采用复合型芳香多元胺扩链剂制备韧性和耐热性好的环氧豆油/酚醛树脂交联聚合物(ESO-C-PR)。研究了ESO含量对ESO-C-PR冲击韧性、弯曲强度、拉伸强度与断裂伸长率的影响,采用差示扫描量热法(DSC),热重法(TG)分析交联体系的热稳定性,用扫描电镜(SEM)观察了材料断面的形态结构,探讨了增韧机理。结果表明,随着体系中ESO比例的增加,交联树脂的冲击韧性、拉伸强度和断裂伸长率都显著提高,ESO含量为40%时,树脂的综合力学性能最佳。     

茶油基水性胺类环氧固化剂的结构与性能

以茶油皂脚脂肪酸甲酯为原料制备水性胺类环氧固化剂,通过热失重分析、力学性能测试等考察了封端剂种类、n(四乙烯五胺TEPA)∶n(单环氧甲基四氢邻苯二甲酸双酯SEMeTHP-DE)、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)的聚合度及n(环氧)∶n(胺氢)对涂膜性能的影响。结果表明,选择苄基缩水甘油醚为封端剂,物质的量比n(TEPA)∶n(SEMeTHP-DE)为1.2∶1,聚合度为4的AEO(AEO-4)为亲水扩链剂制备的水性胺类环氧固化剂与水性环氧乳液AB-EP-20按n(环氧):n(胺氢)之比1.2∶1进行固化时,涂膜性能最佳,此时漆膜柔韧性1mm、铅笔硬度2H、附着力1级、耐冲击性≥50 kg.cm、耐水性(25℃)≥3d、耐乙醇性(25℃)≥3d。     

阳离子光固化高性能墨水直写浆料的研制EI

阳离子光固化材料通常具有低收缩、化学稳定性好、高力学性能等优点。为发展阳离子光固化型墨水直写打印技术(DIW),以双酚A二缩水甘油醚(DGEBA)为主体树脂,通过对触变剂、光引发剂和活性稀释剂的研究制备了一系列阳离子DIW打印浆料,并研究了该体系浆料的可打印性以及力学性能。结果表明,气相二氧化硅的添加可以有效调节浆料流变性能,使其满足DIW打印要求。当异丙基硫杂蒽酮(ITX)与二甲苯基碘鎓六氟磷酸盐(IOD)(摩尔比1:1)组成的光引发体系添加量为3%时,浆料固化速度最快。拉伸性能表征发现,打印样条的断裂伸长率随着OXT-BZ稀释剂的增加而增加,且拉伸强度保持在40 MPa以上,表现出优异的力学性能。通过对打印沟环器件的负载测试发现,该浆料对玻璃、铝合金等基材具有优异的附着性,可实现8 kg砝码的负载,展现了优异的力学性能。     

自修复环氧胶粘剂分子设计

在自修复聚合物复合材料中,修复剂黏度和高聚物强度是保证自修复过程实现的重要因素。文中以合成用于自修复材料的环氧树脂微胶囊为目的,在双酚A型环氧树脂(E-51)中加入稀释剂正丁基缩水甘油醚(BGE)降低黏度,采用傅里叶红外(FT-IR)分析稀释剂对环氧胶粘剂与微胶囊咪唑类固化剂交联反应的影响,表征了在固化过程中稀释剂参与环氧胶粘剂与咪唑类固化剂的交联反应;使用差示扫描量热(DSC)技术对该固化反应进行动力学研究,确定出稀释剂的最佳用量;通过拉伸实验测定了环氧树脂固化产物的强度,表明BGE的加入增强了环氧树脂的胶粘性能。     

纳米HA/PU复合材料的力学性能和热性能

以4 , 4′-亚甲基二环己基二异氰酸酯( H₁₂MDI) 、聚乙二醇、蓖麻油、1 , 4-丁二醇和具有生物活性的纳米羟基磷灰石(n-HA) 为原料, 采用预聚法制备了纳米羟基磷灰石/ 聚氨酯( HA/PU) 复合材料, 并对其力学性能和热性能进行了研究。结果表明: 复合材料的拉伸强度和断裂伸长率随n-HA 含量的增加而提高。当n-HA 的质量百分数为30 %时, 复合材料的综合力学性能达到最佳, 与纯PU 相比, 拉伸强度和断裂伸长率分别提高了186 %和107 %。动态力学分析得出复合材料的储能模量随n-HA 质量百分含量的增加而显著上升。TGA 试验表明HA/PU 纳米复合材料的热稳定性能随n2 HA 的添加得到改善, 而DSC 分析显示n-HA 的加入在一定程度上降低了PU 软段的结晶度。这些结果均表明该n-HA/PU 是一种有应用前景的组织工程材料。      

茶生物质/聚丙烯复合材料的制备与性能研究

为高值化利用茶产业剩余物资源,以废弃茶生物质(Tea biomass,TB)为填料,聚丙烯(Polypropylene,PP)为基体,采用密炼-注塑工艺制备了TB/PP复合材料,考察了茶生物质填料种类、处理方式及其添加量对复合材料结构、形态及性能的影响。实验结果显示,以茶树枝为生物质填料制备的复合材料力学性能最佳,茶梗次之,茶叶最差;茶梗填料经水煮和马来酸酐接枝聚丙烯增容处理后,复合材料的拉伸强度、弯曲强度、拉伸模量及弯曲模量分别提高了23.4%、9.0%、16.9%和13.9%。SEM图片显示茶梗填料与基体界面相容性提高。随茶梗填料用量的增加,复合材料的拉伸模量、弯曲模量逐渐增大,而拉伸强度及断裂伸长率缓慢下降,吸水率增加,热性能得到改善。当TS添加量为30%(质量分数)时,复合材料的拉伸强度比PP减小7.3%,但弯曲强度、弯曲模量及拉伸模量则分别提高11%、86.1%和54.7%。浸水80h后吸水率为0.89%。     

耐高温聚氨酯改性TDE-85/E-51环氧树脂胶粘剂的制备和性能

以混合芳胺为固化剂,通过聚氨酯(PU)对4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯(TDE-85)与二酚基丙烷缩水甘油醚(E-51)环氧树脂的改性,制备了一种高强高韧的耐高温环氧树脂结构胶粘剂。通过改变E-51、TDE-85、PU及固化剂之间的配比,探讨了各个组分对胶粘剂力学性能的影响。通过SEM分析,研究了PU增韧环氧树脂的机理。结果表明,TDE-85和E-51的配比为1∶1,PU添加量为环氧树脂的19%,芳胺固化剂添加量为20%时,胶粘剂具有最佳的耐热性和力学性能。制备的PU改性TDE-85/E-51结构胶粘剂室温拉伸剪切强度达到25.81 MPa,160℃高温拉伸剪切强度为12.85 MPa,剥离强度达到51.68 N/cm。     

静电纺丝法制备低渗流阈值聚酰亚胺/炭黑导电复合材料

原位聚合法得到聚酰胺酸(PAA)/炭黑(CB)聚合物溶液,通过静电纺丝、热亚胺化制备了聚酰亚胺(PI)/炭黑复合纳米纤维膜,经过热压加工工艺得到以炭黑为填料的聚酰亚胺基导电复合材料。扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察了复合材料的微观形貌,通过LCR数字电桥、拉伸测试和热重分析(TGA)研究了复合材料的电学性能、力学性能与热稳定性。实验表明,PI/CB导电复合材料的渗流阈值为6%(质量分数);在渗流阈值时,材料的拉伸强度和断裂伸长率分别为93.9 MPa和68.9%,10%热失重温度为575.8℃。聚酰亚胺/炭黑导电复合材料表现出优异的力学性能和热稳定性能。     

二氧化双环戊二烯改性树脂基复合材料的制备与性能

采用双酚A型环氧树脂(E-51)改性二氧化双环戊二烯树脂(CDR-0122),以改善其力学性能。首先根据复合材料力学性能选择较好的稀释剂,然后比较树脂基体在改性前后的玻璃纤维(Gf)和炭纤维(Cf)复合材料的基本力学性能和耐热性能。结果表明,环己二醇二缩水甘油醚(CDX-1180)是优于丙酮的一种稀释处理剂。同时用CDX-1180做稀释剂处理时,树脂基体经改性后,所制得的Gf层合板拉伸强度和拉伸模量分别提高了19.1%和16.8%,弯曲强度和弯曲模量分别提高了20.5%和12.6%;所制得的Cf层合板拉伸强度和拉伸模量分别提高了9.7%和8.7%,弯曲强度和弯曲模量分别提高了26.2%和7.0%;E-51改性CDR-0122树脂复合材料相比纯的CDR-0122树脂复合材料的玻璃化转变温度和热稳定性都略有提高。     

有机硅改性双酚F环氧树脂的性能

合成了脂肪族二官能度端环氧基聚二甲基硅氧烷、含酚羟基烷氧基硅烷及3,3′,3″-三羟基苯氧基硅烷三缩水甘油醚,研究了有机硅对环氧树脂力学性能的影响,并用TMA及化学分析方法研究了改性固化物的热性能和树脂/玻璃纤维复合材料的耐酸性。研究结果表明,3,3′,3″-三羟基苯氧基硅烷三缩水甘油醚可使环氧树脂的拉伸强度、弯曲强度分别提高10.4%及53.6%,线胀系数降低18.8%,抗开裂指数提高52.2%,同时保持固化物较高的玻璃化温度,提高耐酸性,是一种理想的环氧树脂新型改性剂。