含氟丙烯酸酯共聚物改性环氧涂层的制备与性能

采用半连续滴加的乳液聚合法制备了甲基丙烯酸十二氟庚酯-丙烯酸十八酯-甲基丙烯酸甲酯(DFMA-SA-MMA)三元共聚物,并将其加入到环氧涂料中,制备了具有极高疏水性能的环氧涂层.考察了含氟丙烯酸酯无规共聚物的加入量对涂层的接触角和表面能的影响.结果表明,共聚物的加入显著降低了涂层的表面能,接触角明显增大,当共聚物的用量...     

SiO_2-有机硅共聚物改性的环氧树脂E-44及其富锌涂料的性能

为了提高环氧材料的性能,利用硅溶胶与有机硅单体接枝反应,制备兼有有机物和无机物优点的SiO2-有机硅新型共聚物,用其改性环氧树脂E-44,并以改性的E-44为基料,制备了富锌防腐蚀涂料,通过红外光谱、热失重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)等对改性的E-44及其富锌涂料涂层进行了表征。结果表明:当SiO2-有机硅共聚物和E-44质量比为6∶4时,其富锌涂料涂层有良好的附着力、硬度、冲击强度、柔韧性,该涂料比传统E-44涂料具有更好的防腐蚀性和耐高温性。     

无机填料对封端聚氨酯/环氧树脂共混物涂料力学和表面性能的影响

研究了无机填料对新型封端聚氨酯(BPU)/环氧树脂(EP)共混物涂料的拉伸强度、剪切强度和表面性能的影响。拉伸实验结果表明,涂层的拉伸强度随填料用量的增加而升高,但当用量大于15phr后,基本上不再增加,并且氧化锌的效果优于二氧化硅;剪切强度测试结果表明,涂层与钢板的剪切强度随二氧化硅用量的增加而下降,而随氧化锌用量的增加先降低,然后逐步恢复到无填料的水平以上;接触角测试结果表明,二氧化硅填料可使涂层与水的接触角增加,疏水性增强,而氧化锌则对涂层的疏水性增加不明显。     

环氧改性阳离子水性聚氨酯的制备及对纸张的表面处理

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和己二异氰酸酯(HDI)为硬段,聚己内酯二醇(PCL1000)为软段,引入环氧树脂(E-44),采用原位聚合制得环氧改性阳离子水性聚氨酯乳液(EPUA)。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、耐介质性测试、接触角及力学性能测试研究了聚合物的构性关系。研究了E-44用量对聚合物及施胶性能的影响,并用扫描电镜(SEM)对纸张表面处理前后进行了表征。实验结果表明,当n(NCO)/n(OH)=1.3,m(MDEA)=10%,m(E-44)=12%时,乳液性能较佳,改性效果最好。在最佳聚合工艺条件下,施胶度为78s,湿强度达39%,耐折也达57次。随着m(E-44)增大,聚合物胶膜的耐介质性增强,吸水率从13.69%降至6.46%,吸甲苯率由121.5%降至74.8%,接触角由64.85°增大到116.49°,力学测试也表明拉伸强度随m(E-44)的增大得到改善,断裂伸长率减小。     

基于苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯共聚物的自清洁超疏水材料的制备

首先通过悬浮聚合法来制备不含氟的聚合物—苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物,然后利用四氢呋喃和乙醇的混合溶液来诱导聚合物分相。聚合物分相形成了大量的聚合物微球,它们的不规则排列构成了表面的多尺度粗糙结构,最终获得了具有自清洁性的超疏水涂层。当共聚物涂层表面的接触角达到157.8°时,其接触角滞后为6.8°。此外,共聚物涂层具有优异的自清洁性和抗酸碱腐蚀性。     

溶胶-凝胶法超疏水含氟硅聚氨酯丙烯酸酯/SiO2杂化涂层的制备

以正硅酸乙酯(TEOS)和甲基三乙氧基硅烷(MTES)为前驱体,在含氟硅聚氨酯丙烯酸酯(FSiPUA)复合乳液中采用溶胶-凝胶法制备了超疏水杂化涂层。考察了MTES/TEOS的摩尔比和FSiPUA复合乳液用量等对涂层表面粗糙度、疏水性、成膜性等表面性能的影响。通过扫描电镜和接触角仪表征了涂层的微观结构及疏水性,利用马尔文粒度分析仪和傅里叶红外光谱仪分析了二氧化硅(SiO2)的平均粒径和化学结构。结果表明,随着MTES/TEOS摩尔比增加,杂化涂层的表面粗糙度逐渐下降,疏水性先增大后减小;随着FSiPUA复合乳液用量增加,涂层的成膜性逐渐变好;当(TEOS+MTES)∶C2H5OH∶NH3·H2O∶AMP-95的摩尔比为1∶6.67∶1.83∶0.24,MTES/TEOS摩尔比值为5,FSiPUA复合乳液用量为20%时,涂层具有超疏水特性,其水接触角(WCA)和滚动角(SA)分别为161.5°和2.8°,涂层表面对水滴具有优异的不粘附性。     

甲基丙烯酸环氧丙酯-b-甲基丙烯酸十二氟庚酯嵌段共聚物的合成及在疏水涂层中的应用

采用连续再生催化剂原子转移自由基聚合(ICAR ATRP)合成了甲基丙烯酸环氧丙酯-b-甲基丙烯酸十二氟庚酯嵌段共聚物(PGMA-b-PDFHMA)。然后将嵌段共聚物与纳米二氧化钛(Ti O2)复合制备疏水涂层。通过凝胶渗透色谱、核磁共振仪、接触角、扫描电子显微镜等对嵌段共聚物及涂层进行了研究与表征。研究结果表明,采用ICAR ATRP法成功制备了甲基丙烯酸环氧丙酯-b-甲基丙烯酸十二氟庚酯嵌段共聚物。嵌段共聚物结构及嵌段共聚物与纳米粒子的比例对涂层疏水性有显著影响。当含氟嵌段共聚物的链段摩尔比为1∶0.10,含氟嵌段共聚物与Ti O2质量比为0.5/1~10/1时,含氟嵌段共聚物接枝纳米Ti O2混合物制备的涂层表面的接触角可达150°。嵌段共聚物的含氟链段长度和涂层表面粗糙结构的差异是影响涂层疏水性的主要原因。     

热喷涂锌铝合金超疏水涂层的制备及性能

用电弧喷涂技术在Q235钢板上喷涂锌铝合金涂层,用硬脂酸/乙醇的表面修饰技术在锌铝合金涂层表面构筑了一层超疏水膜。用接触角测量仪(OCA-20),扫描电子显微镜(SEM)和智能型傅立叶红外光谱仪(ATR)等手段表征了涂层修饰前后的润湿性、表面形貌以及化学结构,并用三电极体系电化学工作站(Solartron analytical)对硬脂酸表面修饰前后锌铝涂层进行了阻抗谱和极化测试。结果表明:热喷涂锌铝涂层具有微/纳复合结构,修饰前涂层表现为亲水性,因为金属涂层具有高表面能;经过硬脂酸表面修饰后涂层的静态接触角达到153.2°,滚动角小于10°;红外分析结果表明,锌铝涂层表面由大量的疏水性烃基长链组成,有超疏水作用;腐蚀测试结果表明,修饰处理能明显提高锌铝涂层的防腐蚀性。涂层表面形成的超疏水膜阻碍了界面电化学反应腐蚀产物的脱落与溶解,提高了电荷转移电阻,降低了电流腐蚀密度,从而提高了涂层的防腐蚀性。     

MWCNTs改性复合超疏水涂层及其耐化学性能

以低表面能聚甲基苯基硅氧烷共聚改性的环氧树脂为基体,纳米SiO2和多壁碳纳米管(MWCNTs)为填料,制备了具有耐化学介质特性的复合超疏水涂层。研究表明,有机硅共聚改性环氧树脂基体接触角为101°,具有良好的附着力和较高的硬度;复合涂层具有明显的类荷叶表面微-纳米二级结构;当MWCNTs的含量为3wt%时,涂层的接触角可达154°,滚动角为5°;在80℃下,2500ppm的含硼水溶液中浸泡15h后,未经MWCNTs改性涂层的接触角降至143°,失去了超疏水性能,50h后,降至98°,基本失去了疏水性。经MWCNTs改性后的EPPM3涂层,浸泡15h后,仍保留完好的二级微-纳米结构,接触角仍高达151°;浸泡50h后,接触角降至132°,仍具有较高的疏水性。     

耐腐蚀耐热超疏水TiO_2复合涂层制备与性能研究

铝基板表面的超疏水特性将赋予其优异的性能。利用环氧树脂(E44)和改性聚偏氟乙烯(PVDF)的作用,以改性纳米级二氧化钛(TiO_2)和全氟乙烯丙烯共聚物(FEP)疏水低表面能物质为主要填料用简单易行的喷涂工艺制备出功能超疏水涂层。实验结果表明,制得的超疏水涂层,对水的静态接触角和滚动角分别为151°和5°;采用扫描电镜(SEM)表征了涂层表面有纳微二元复合微观结构;用差示扫描量热法(DSC)表征表明,该涂层在160℃下有优良的耐热性能;用不同pH值溶液进行浸没腐蚀以及电化学测其耐腐蚀性,腐蚀时间为180h时接触角仍有130°左右,具备强疏水效果。这种超疏水涂层为腐蚀耐热材料领域的研究提供了新的视野。     

用液态含环氧基丙烯酸酯低聚物改性环氧树脂

采用溶液聚合法合成了以丙烯酸丁酯为主链的液态含环氧基丙烯酸酯低聚物,并用其对环氧树脂进行增韧改性.讨论甲基丙烯酸环氧丙酯以及低聚物用量对改性环氧树脂力学性能的影响,并研究了改性环氧树脂的微观形态和耐热性能.结果表明:当低聚物用量为10%(质量分数),丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸环氧丙酯的质量比为80∶20时,改性环氧树脂的拉伸强度和冲击强度比纯环氧树脂提高6.7%和219.1%,同时体系的耐热性能基本不下降;改性环氧树脂呈两相结构,随低聚物用量增加橡胶粒子粒径尺寸增大;且Tg先升高后降低.     

剥离型环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料研究

采用阳离子交换的方法对蒙脱土进行了有机化处理,使蒙脱土由亲水性变成亲油性,并且使其层间距由原来的1.2nm扩大到2.2nm.采用X-射线衍射仪研究了有机蒙脱土在环氧树脂中的剥离行为,制备了环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料并测试了其性能.实验结果表明,环氧树脂与有机蒙脱土的相容性好,蒙脱土在环氧树脂中完全剥离;环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的力学性能、热性能以及阻隔性能与纯环氧树脂固化物相比均有不同程度的提高和改善.     

Plasma Modified Polyaramid Fiber Surface and Fiber/Epoxy Interface

Kevlar-49 fiber was surface-modified through cold air plasma treatment and plasma grafting ofacrylic acid (AA).Fiber surface properties were studied with ESCA,while interface properties with asingle fiber pull-out (SFPO) test.The stated surface modifications evidently improved the interfacialadhesion and increased the interfacial fracture energy of the aramid/epoxy composite system.     

纳米氧化锌负载氧化石墨烯/环氧树脂复合材料性能研究

氧化石墨烯(GO)和纳米氧化锌(ZnO)具有优异的性能,但在环氧树脂中容易出现团聚现象,为解决这一问题,必须对其进行表面改性。以七水合硫酸锌为原料,将ZnO负载到GO表面,通过FT-IR,XRD,SEM,EDS,TG和接触角测试,纳米ZnO均匀分散在GO基体上,并可以在不改变GO片层结构的条件下,改善GO的团聚问题的同时降低GO的亲水性。然后将ZnO负载GO与环氧树脂制备纳米ZnO负载GO/环氧复合材料。结果表明:纳米ZnO负载GO/环氧复合材料力学性能和热稳定性明显提高,当ZnO/GO加入量为0.250%(质量分数)时复合材料综合性能最佳,拉伸强度、拉伸模量、断裂伸长率和冲击强度分别比纯环氧树脂提高了99.87%,12.09%,98.35%和151.48%,吸水率比纯环氧树脂降低了81.48%。     

纳米SiO2/环氧树脂灌封材料的研究

以纳米SiO 2作为增强材料,制备了纳米SiO2/环氧树脂灌封材料,并研究了不同的纳米含量对灌封材料性能的影响,采用透射电镜(TEM)对纳米SiO2粒子分散情况进行了分析.结果表明,纳米SiO2均匀地分散在环氧树脂基体中,有效地改善了环氧树脂的力学性能,并且当纳米SiO2含量为3%时,纳米SiO2/环氧树脂灌封材料的力学性能最佳,其冲击强度和弯曲强度比环氧树脂分别提高98%和112%,同时电学性能也有所提高.     

纳米粒子改性环氧树脂及其复合材料力学性能研究

通过机械共混法制备了Al2O3纳米粒子改性环氧树脂基体,研究了纳米粒子含量对改性树脂基体力学性能的影响,并采用紧凑拉伸实验研究了纳米粒子改性环氧树脂的断裂韧性。利用改性树脂制备了玻璃纤维增强复合材料,研究了改性复合材料的力学性能与纳米粒子含量之间的关系。结果表明:纳米粒子的加入明显改善了环氧树脂基体的断裂韧性并且有助于提高树脂与纤维之间的界面粘接强度,因而使改性复合材料的层间性能明显提高而其他力学性能基本不变。     

Effect of Plasma Etched CNFs on Toughness and Mechanical Properties of Epoxy Composites

Carbon nanofibers (CNFs) are plasma etched by using cold plasma of air and helium for different time durations. Changes in surface functional groups of CNFs due to plasma treatment were estimated by using elemental analysis and temperature programmed decomposition in helium atmosphere. The influence of plasma etched CNFs on the toughness of epoxy and tensile and flexural strength of carbon–epoxy composites have been studied. Results indicate that, air plasma etched CNFs can improve the toughness of epoxy, while helium plasma etched CNFs could not impart improved toughness to epoxy composites. On the other hand, mechanical properties of carbon–epoxy made with air plasma etched CNFs improved significantly as compared to helium plasma etched CNFs as well as untreated CNFs.     

半酯改性环氧E-44的合成及其性能研究

目的 研究半酯质量分数对环氧树脂性能的影响,获得较佳参数,制备性能优良的半酯改性环氧树脂。方法 采用半酯法合成半酯改性环氧树脂,通过酸值计算、傅里叶变换红外光谱、接触角和热重分析研究酯化规律及改性树脂的疏水性和热力学性能等。结果 酸值随时间的变化基本符合指数函数。随着半酯含量的增加,接触角虽然整体上呈递减趋势,但在半酯质量分数为50%时,接触角较大;半酯与环氧树脂充分反应,热稳定性较好。结论 成功合成了半酯改性环氧树脂,改性环氧树脂的力学性能和热稳定性得到提高。     

超声强化氨基化多壁碳纳米管改性环氧黏接接头性能研究

目的 探究超声处理对氨基化多壁碳纳米管(MWCNTs–NH₂)改性环氧黏接接头黏接性能和热稳定性的影响,为强化MWCNTs–NH₂改性环氧胶黏剂与铝合金的黏接提供参考。方法 通过机械搅拌与声波破碎的方法将质量分数为0.75%的MWCNTs–NH₂添加到环氧胶黏剂基体中,使用MWCNTs–NH₂改性环氧胶黏剂制备铝合金黏接接头,基于超声辅助黏接工艺在铝合金黏接过程中进行超声处理。通过傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)分析MWCNTs–NH₂改性环氧胶黏剂基体官能团的变化情况。采用单搭接剪切强度试验测定黏接接头的拉伸剪切强度。通过扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)观察黏接接头拉伸失效断面以及铝合金与胶黏剂间的黏接界面。通过热失重分析仪(TGA)测试并记录胶黏剂试样质量随温度变化的曲线。结果 经超声处理后,MWCNTs–NH₂与树脂基体间的化学反应增强。与纯环氧黏接接头相比,超声处理后的MWCNTs–NH_2...     

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。