环氧树脂复合泡沫材料的制备研究

以缩水甘油酯环氧树脂(EP)、酸酐固化剂和空心玻璃微珠为主要原料,通过添加一定的活性稀释剂,高温固化制备了EP复合泡沫材料。研究了空心玻璃微珠的表面改性对复合泡沫材料性能的影响。结果表明,复合泡沫材料性能与空心玻璃微珠的表面性能密切相关,当EP/固化剂/稀释剂的质量比为100/120/15、KH-560改性的空心玻璃微珠用量为30份时,所制备的复合泡沫材料密度为0.826 g/cm3,压缩强度达115.8 MPa,比强度为140.2。     

空心玻璃微珠/环氧树脂基复合泡沫材料研究进展

综述了环氧树脂基复合泡沫材料中空心玻璃微珠的改性方法,以及近几年来环氧树脂基复合泡沫材料在强度、密度、吸水率等方面的研究进展。并展望了环氧树脂基复合泡沫材料的未来发展方向。     

一种新型三相复合环氧基泡沫材料的制备

采用滚球法制备了玻璃纤维增强环氧树脂空心球(GFR-EHS),并将GFR-EHS与空心玻璃微珠(HGMS)加入到环氧树脂(EP)中制备了EP/GFR-EHS/HGMS三相复合泡沫材料。利用万能试验机、扫描电子显微镜、电子数码扫描仪等对复合泡沫材料的密度、压缩强度、宏观及微观形貌进行了表征。结果表明:HGMS及GFREHS在EP中分散均匀,界面结合紧密,所制得复合泡沫材料的密度为0.51 g/cm3,压缩强度为27.3 MPa,制备的复合泡沫材料可用作深海浮力材料。     

环氧树脂复合泡沫材料的制备及压缩性能研究

以空心玻璃微珠填充环氧树脂制备高强复合泡沫材料,在选取不同种类室温固化剂的基础上,研究了空心玻璃微珠含量对复合泡沫材料压缩性能的影响。研究表明当空心玻璃微珠质量分数为105%时,复合泡沫材料的比强度达最大值,此时压缩强度为62.91MPa,密度为0.55g/cm3。     

环氧树脂基固体浮力材料的研制及表征

采用空心玻璃微珠填充环氧树脂研制固体浮力材料。间苯二胺 (MPD)、顺丁烯二酸酐 (MA)、二氨基二苯砜(DDS)及 593四种固化剂对比研究表明,MPD和DDS环氧树脂固化体系轴向压缩强度可达 210MPa。γ 氨丙基三乙氧基硅烷(KH—550)偶联剂在无机玻璃微珠与有机环氧树脂的复合过程中,可增加环氧树脂与微珠之间的亲合,电镜照片观察到微珠与环氧树脂间无界面沟隙,粘结界面均匀。空心玻璃微珠质量填充量为 25%时,复合材料密度降低至 0. 61g/cm3,轴向压缩强度仍能保持在 40MPa以上。     

高性能复合泡沫材料的制备与性能研究

以环氧树脂、氰酸酯树脂和中空玻璃微珠为原料制备了高性能复合泡沫材料,通过示差扫描量热分析和热重分析以及弯曲性能和吸水率测试研究了玻璃微珠含量对复合泡沫材料性能的影响。结果表明,玻璃微珠的加入促进了环氧与氰酸酯间的固化反应。加入玻璃微珠后,复合材料的最大热分解温度和玻璃化转变温度变化不大,但初始热分解温度略有下降。与纯树脂基体相比,复合材料的弯曲模量基本保持不变,但在玻璃微珠质量分数从5%增至10%时,弯曲强度急剧下降。此外,随着空心玻璃微珠含量的增加,复合泡沫材料的密度逐渐降低,吸水率逐渐增加。     

环氧树脂基复合泡沫材料组成与应用

介绍了环氧树脂基复合泡沫材料的组成,概括其组成成分空心微珠与基体的种类及发展概况。分析了空心微珠表面改性的方法,微珠在基体中的分布对材料性能的影响。综述了复合泡沫材料在不同领域的应用,并对其应用前景进行了展望。     

空心玻璃微珠对乘用车专用阻尼材料性能的影响

以含有机硅苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液(简称"苯丙乳液")为基料,制备了含有2种不同粒径空心玻璃微珠的复合阻尼材料。采用傅里叶红外光谱仪和动态力学分析仪研究了乳胶膜的化学结构、阻尼性能和玻璃化转变温度;通过扫描电子显微镜表征了乳胶粒的粒径分布以及复合阻尼材料中玻璃微珠的分布及破碎情况;采用漆膜冲击仪、电子万能试验机和自制的阻尼系数测定仪研究了不同型号及其不同配比的空心玻璃微珠对复合阻尼材料的力学性能以及阻尼性能的影响。结果表明,粒径大的空心玻璃微珠相比于粒径小的空心玻璃微珠更易破碎,且粒径小的空心玻璃微珠与基体界面黏结性更好;而混合添加则对阻尼性能的提高更有利;随着基体内部混合空心玻璃微珠中粒径较小的微珠的质量分数的提高,复合阻尼材料的冲击强度和拉伸强度随之增大;当大粒径和小粒径空心玻璃微珠的质量比为1:1,且其总含量为15%(质量分数,下同)时,复合阻尼材料的阻尼性能为最佳。     

HGB/TPU复合泡沫材料的制备及泡孔结构研究

采用空心玻璃微珠（HGB）填充热塑性聚氨酯（TPU）,制备了HGB/TPU复合泡沫材料。研究了硅烷偶联剂KH550对HGB的表面处理,并借助SEM探讨了不同发泡方式、发泡剂含量、HGB含量对复合泡沫材料微观形态结构的影响。结果表明：经KH550处理的HGB与TPU基体界面结合良好;通过注塑发泡得到的泡沫材料发泡效果较好;当发泡剂含量为1%、HGB含量为2%时复合泡沫材料的泡孔分布均匀,尺寸较为均一。     

HGB周期增强复合材料有效性能及界面应力场数值分析

采用周期和对称理论将空心玻璃微珠(HGB)周期增强环氧树脂复合材料模型简化为立方体元,利用有限元方法,分析了微珠填充比、壁厚两个因素对材料宏观有效弹性模量及泊松比等弹性常数的影响规律,并研究了材料界面应力场分布情况。研究发现,材料宏观有效弹性模量及泊松比均与微珠填充比、壁厚密切相关;它们之间的关系遵循提出的Φ-t等效原理。并得出界面脱黏现象主要是由界面处径向应力造成的。     

环氧树脂/空心玻璃微珠泡沫材料性能研究

以高强度环氧树脂为基体,表面改性处理的空心玻璃微珠(HGB)为填料,经高温固化制备了环氧树脂/HGB泡沫材料,并研究了HGB类型、HGB含量和固化剂用量对泡沫材料压缩性能的影响。研究发现,随着HGB填充量的增大,泡沫材料的密度和压缩强度均下降。当固化剂与环氧树脂物质的量比为0.85时,泡沫材料的抗压性能最好,压缩强度为40.19 MPa。偶联剂改性HGB可以有效改善HGB和基体树脂的粘合效果。当改性HGB质量分数为80%时,与未改性环氧树脂相比,环氧树脂/改性HGB泡沫材料压缩强度提高了5.0%,吸水率下降40.6%。     

硅橡胶泡沫/HGB复合材料的制备及性能

采用室温硫化法制备了一系列不同空心玻璃微珠（HGB）用量的硅橡胶泡沫（SF）/HGB复合材料,并研究了HGB用量对SF/HGB复合材料的交联密度、泡孔结构、机械性能、动态力学性能的影响。结果表明：HGB用量为6%时对应的SF/HGB6复合材料具有最佳的综合性能。通过静态压缩试验考察了SF/HGB6复合材料的缓冲性能,其缓冲系数与聚乙烯泡沫（EPE）非常接近。动态压缩疲劳试验结果表明,SF/HGB6复合材料具有较长的疲劳寿命（600万次）和较高的高度保持率（98.4%）,远高于EPE（29万次,54.5%）,并且SF/HGB6复合材料的缓冲系数在疲劳试验前后几乎没有变化,明显优于传统的缓冲材料EPE,可作为包装领域的缓冲材料。     

风电叶片用EP胶粘剂的研究

以不同增韧剂改性EP(环氧树脂)为基体树脂,采用曼尼希改性胺为固化剂制备了不同改性EP胶粘剂。研究结果表明:当增韧剂为聚氨酯(PU)预聚体时,相应的改性EP胶粘剂的粘接性能优异;在上述体系中加入玻璃纤维增强填料后,相应的改性EP胶粘剂的综合力学性能和粘接性能俱佳,其拉伸强度超过75.00 MPa、拉伸模量超过4.00 GPa、断裂伸长率超过4.00%且90°剥离强度超过10.00 kN/m,属于高韧性EP胶粘剂,并且完全满足风电叶片的使用要求。     

碳化硅/环氧树脂导热复合材料的制备与性能

采用浇铸成型法制备碳化硅/环氧树脂(SiC/EP)导热复合材料,研究了SiC种类、粒径、用量和表面改性方法对SiC/EP复合材料的导热性能、力学性能和热性能等影响。结果表明:SiC/EP复合材料的导热系数随纳米级SiC用量增加而增大,当φ(纳米级SiC)=17.80%时,导热系数为0.954 6 W/(m.K);SiC/EP复合材料的弯曲强度和冲击强度随纳米级SiC用量增加均呈先升后降态势,当φ(纳米级SiC)=3.50%时,两者均达到最大值。SiC经表面改性后可有效提高复合材料的导热性能和力学性能,并且改性SiC的加入可有效降低EP的玻璃化转变温度。     

改性环氧树脂光固化速粘胶的粘接应用研究

采用玻璃纤维布/光固化胶粘剂复合材料补片,实现对铝合金片的快速粘接与固化。考察了国产UV胶粘剂预聚物和进口UV胶的粘接性能、耐温性能以及粘接强度随胶粘剂相对分子质量及其分布的变化规律。结果表明:进口光固化胶/玻璃纤维布复合材料补片与铝合金片的剪切强度在14.5～23.1MPa之间,国产光固化胶体系剪切强度在11.3～16.6MPa之间,两者均高于铆接强度(10.3MPa);作为胶粘剂基体树脂,相对分子质量分布越宽越有利于粘接强度的提高;此外,-40℃低温与100℃高温对体系粘接强度的影响很小(不超过10%)。     

废旧丁腈橡胶粉和空心玻璃微珠改性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合材料的研究

采用废旧丁腈橡胶粉(WNBR)和硅烷偶联剂改性的空心玻璃微珠(HGB)对丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)改性,分别研究WNBR和改性HGB用量对WNBR/ABS和改性HGB/WNBR/ABS复合材料结构和性能的影响。结果表明:在WNBR/ABS复合材料中,WNBR用量较小时,WNBR粒子与ABS基体相容性较差,界面结合力较弱;WNBR用量为20份时,WNBR和ABS相容性较好,断面较平整光滑。WNBR可以降低复合材料的拉伸强度和弯曲强度,提高冲击强度。在改性HGB/WNBR/ABS复合材料中,改性HGB呈单分散状,没有团聚,分布比较均匀。改性HGB在用量低于5份时可以同时提高改性HGB/WNBR/ABS复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度,用量为5份时复合材料的综合物理性能最佳。     

PA11/HGB复合材料的等温结晶动力学研究

利用差示扫描量热仪,Avrami方程和Hoffman-Weeks理论,研究了不同结晶温度下,尼龙11/空心玻璃微珠(PA11/HGB)复合材料的等温结晶和其熔融行为。结果表明,Avrami方程能够较好地描述复合材料PA11/HGB的等温结晶动力学;且材料随温度的升高,结晶速率呈逐渐降低趋势,HGB在复合材料起到成核剂的作用。     

无溶剂型双组分EP改性PU胶粘剂的研制

以聚醚二元醇、改性MDI(4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯)及PAPI(多亚甲基多苯基多异氰酸酯)为主要原料,合成了PU(聚氨酯)预聚体;然后以EP(环氧树脂)作为PU预聚体的改性剂,制备出一种软包装用无溶剂型双组分EP改性PU胶粘剂。研究结果表明:该胶粘剂的Tg(玻璃化转变温度)为-17.9℃;当m(EP)∶m(-NCO)=(0.99~1.04)∶1时,主剂黏度适中,EP改性PU胶粘剂具有良好的综合性能。