CE/EP/纳米SiC复合材料研究

采用纳米SiC和环氧树脂(EP)对双酚A型氰酸酯树脂(CE)进行改性。研究了不同含量的纳米SiC对CE/EP/纳米SiC复合体系反应性及CE/EP/纳米SiC复合材料力学性能的影响,采用透射电子显微镜表征了材料的微观形貌,利用差示扫描量热法研究了固化树脂的热性能。结果表明,纳米SiC对CE/EP/纳米SiC复合体系具有明显的催化作用,并且能使复合材料的冲击强度提高123.62%,弯曲强度提高140.29%,有效发挥其增强增韧作用,还能很好地保持复合材料的耐热性能。     

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。     

纳米TiO_2改性炭纤维/环氧树脂复合材料性能研究

采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)仪和NOL环等方法,对纳米TiO2在环氧树脂(EP)体系中的分散效果、炭纤维表面状态及复合材料性能等进行了系统研究。结果表明:采用高速剪切与超声波复合分散工艺,可以将纳米TiO2均匀分散在EP体系中;当w(纳米TiO2)=2%～3%时,纳米TiO2/EP浇铸体的最大拉伸强度为112 MPa、最大弯曲强度为175 MPa和最大Tg为141.9℃;纳米TiO2可以有效改善炭纤维与EP基体间的界面结合力,形成较理想的界面相,制成的复合材料具有优异的力学性能,其拉伸强度、拉伸模量和剪切强度分别为2.15 GPa、117 GPa和49.9 MPa。     

纳米TiO_2表面接枝PAN及其对PP抗紫外老化性能的影响

采用细微乳液聚合法制备了基于共价键结合的纳米TiO2表面接枝聚丙烯腈(PAN)(纳米TiO2-g-PAN)复合抗紫外老化剂,将其与聚丙烯(PP)共混制备了PP/纳米TiO2-g-PAN复合材料。研究了纳米TiO2-g-PAN在PP中的分散情况及PP/纳米TiO2-g-PAN复合材料的抗紫外老化性能。傅立叶变换红外光谱、热失重、扫描电子显微镜和力学性能测试分析表明,PAN成功接枝到纳米TiO2表面,提高了纳米TiO2与PP的相容性及PP/纳米TiO2-gPAN复合材料的热稳定性能、力学性能和抗紫外老化性能。当纳米TiO2-g-PAN与PP配比为0.05时,PP/TiO2-gPAN复合材料的拉伸强度、冲击强度、拉伸强度保持率和冲击强度保持率分别为38.66 MPa,691.75 kJ/m2,63.49%和58.42%,综合力学性能最佳。     

纳米二氧化硅阻燃环氧树脂研究

采用硅烷偶联剂对纳米二氧化硅(SiO2)进行表面改性,制备有机改性纳米二氧化硅(O-SiO2),并与环氧树脂(EP)合成EP/O-SiO2纳米复合材料。利用TG、UL-94垂直燃烧测试和锥形量热测试(CCT)等对EP复合材料的力学性能和阻燃性能进行研究。结果表明:一定量的O-SiO2可以提高复合材料的弹性模量,O-SiO2的添加量为10%时,复合材料的弹性模量最大;O-SiO2的加入可以改善EP的阻燃性能,添加量为20%时,复合材料的阻燃效果最好。     

纳米SiO_2/聚氨酯弹性体协同增韧增强环氧树脂的研究

采用力学性能测试,扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微(TEM)及动态力学性能分析(DMA)研究了纳米SiO2以及聚氨酯弹性体(PUR)对环氧树脂(EP)的改性效果。结果表明,纳米SiO2质量分数0.3%时可同时增韧、增强EP。纳米SiO2与PUR有协同增韧增强EP的作用,纳米SiO2质量分数0.3%,PUR质量分数20%时,纳米SiO2/PUR/EP三元复合材料的冲击强度比纯EP,纳米SiO2/EP及PUR/EP体系分别提高110%,11%和7%;弯曲强度分别相应提高21%,5%和15%。改性体系的断口形貌呈现明显的韧性断裂,表明纳米SiO2颗粒较均匀分布在基体中。三元复合材料的储能模量和玻璃化转变温度(T g)高于PUR/EP二元体系,损耗峰明显宽化。     

改性纳米氮化硅/EP复合材料的力学和荧光性能研究

使用偶联剂(KH-560)对纳米氮化硅(Si3N4)进行改性,并以改性纳米Si3N4为填料制备了纳米Si3N4/环氧树脂(EP)复合材料,研究了纳米Si3N4对复合材料静态、动态、低温力学性能和荧光性能的影响。结果表明:纳米Si3N4的添加使复合材料同步增强增韧;当纳米Si3N4/EP的质量比为3/100时,复合材料的拉伸强度和冲击强度提高幅度最大,分别提高了145%、255%;复合材料经低温冷冻后拉伸强度进一步增大;通过荧光光谱发现当激发波波长为292 nm时,复合材料的荧光最大发射波波长较纯树脂的红移,且荧光强度增强。     

纳米材料改性环氧树脂的研究进展

综述了国内外纳米材料改性环氧树脂(EP的研究现状。介绍了不同纳米材料对EP复合材料力学性能、热性能、电磁性能等的影响。重点介绍了碳纳米管和无机纳米粒子如蒙脱土、TiO2、SiO2、Al2O2等对EP的改性。探讨了纳米材料在改性EP时存在的问题,并对纳米材料改性EP的趋势作出展望。     

聚苯乙烯/纳米TiO2/SEBS三元复合材料的制备及性能研究

采用熔融共混法制备了聚苯乙烯/纳米二氧化钛/氢化苯乙烯乙烯丁二烯苯乙烯共聚物（PS/纳米TiO2/SEBS）三元复合材料。研究了SEBS和纳米TiO2用量对复合材料力学性能、扭矩以及热性能的影响。利用扫描电子显微镜对复合材料冲击断面的微观形貌进行了研究。结果表明,PS/纳米TiO2/SEBS复合材料的冲击强度随SEBS含量的增加逐渐增大,拉伸强度随SEBS含量的增加逐渐减小。当PS与纳米TiO2的质量比为97/3、SEBS的用量为8份(质量份,下同)时,复合材料的综合力学性能最佳,其冲击强度为5.626 kJ/m2,拉伸强度为25.623 MPa;加入纳米TiO2和SEBS都使复合材料的热性能得到了提高;复合材料的最大扭矩与PS相比下降了17 N·m,平衡扭矩均为7 N·m;SEBS以颗粒状镶嵌到基质中,断口形貌为典型的韧性断裂。     

环氧树脂/有机蒙脱土复合材料的制备与力学性能研究

利用插层聚合法制备了环氧树脂/有机蒙脱土(EP/OMMT)复合材料.采用XRD对复合材料进行了表征,并研究了复合材料力学性能.实验表明:环氧树脂/有机蒙脱土形成了剥离型的纳米复合材料结构;环氧树脂中加入适量的有机蒙脱土,可以提高环氧树脂的拉伸强度和冲击强度.当经过改性的OMMT质量分数为5%时,EP/钛酸酯偶联剂(Coupler)-OMMT复合材料的拉伸强度达到51.21 MPa,提高了40.26%;当OMMT质量分数为3%时,EP/Coupler-OMMT复合材料冲击强度达25.31 kJ/m2,提高了34.56%.     

纳米二氧化钛填充橡胶复合材料的分散结构与性能

用粒径为20～40nm的纳米二氧化钛(B—TiO2)填充天然橡胶(NR)和丁腈橡胶(NBR)制备了橡胶复合材料,研究了B—TiO2在橡胶基体中的分散结构、复合材料的力学性能以及抗菌性能,并与德国Degussa公司的催化剂纳米TiO2(D—TiO2)进行了对比。结果表明,B—TiO2在NR和NBR中表现出良好的分散,绝大多数B—TiO2在橡胶中聚集体尺寸小于100nm,特别是在NR中B—TiO2分散颗粒大小与其原生颗粒大小相近,明显优于D—TiO2在NR中的分散;在B—TiO2用量小的情况下,橡胶复合材料的力学性能基本不受B—TiO2的影响。D—TiO2对橡胶复合材料的老化性能也没有影响。橡胶基体中填充B—TiO2后,其抗菌性能明显提高,当用量超过2份(质量)时,其抗菌性能已经达到较高的水平;D—TiO2／NR抗菌效果与B—TiO2／NR的抗菌效果相当,热氧老化不影响橡胶复合材料中TiO2发挥其抗菌特性。     

HIPS/纳米TiO2的分散及光老化性能研究

研究了纳米TiO2粒子在高抗冲聚苯乙烯(HIPS)／纳米TiO2复合材料中的分散及纳米TiO2对复合材料光老化性能的影响，探讨了复合材料的光老化机理。结果表明，通过两步法熔融共混，可得到纳米粒子均匀分散的复合材料；纳米TiO2质量分数为1.O％时，复合材料的综合力学性能最好，纳米TiO2对HIPS具有一定的增韧效果；经氙灯加速光老化后，HIPS／纳米TiO2复合材料的力学性能明显优于纯HIPS样品。纳米TiO2可显著提高复合材料的抗光老化能力。     

中空玻璃微珠/纳米TiO_2/PE复合材料的隔热性能与结构的关系

采用中空玻璃微珠(GB)、纳米TiO2单独或复合填充聚乙烯(PE),研究了GB、纳米TiO2含量对复合材料光反射性能和隔热性能的影响。结果表明:GB、纳米TiO2的加入明显提高了PE的反射性能和隔热性能;当GB/PE、TiO2/PE复合材料的比例分别为2/7、1/7时,两种复合材料综合隔热性能达到最佳值,与纯PE相比,辐照5 min后阻隔密室的升温幅度分别下降了16.8℃和16℃,GB与纳米TiO2具有协同隔热作用,GB/PE、TiO2/PE、TiO2/GB/PE 3种复合材料中,GB/TiO2/PE(2/1/7)体系的隔热性能最好,辐照5 min后阻隔密室的升温幅度只有6.8℃比,纯PE下降了22.4℃。     

PA6/TiO2-GO复合材料的制备及其性能研究

近年来,环境污染问题越来越严重,光催化技术在处理污水和净化空气等方面发挥着重要的作用。本文通过差示扫描量热仪、电子万能拉伸试验机、可见分光光度计等仪器,主要研究不同纳米TiO2用量对PA6/TiO2-GO复合材料的热学性能、力学性能、光催化性能等的影响。通过研究发现：随纳米TiO2含量的增加,PA6/TiO2-GO复合材料的熔点逐渐降低,结晶度先增大后减小(复合材料的结晶度均大于纯PA6的结晶度);断裂强度逐渐减小,断裂伸长率逐渐增大;纳米TiO2对亚甲基蓝溶液的光催化降解能力越来越强。在相同纳米TiO2含量下,加入GO后能有效提高TiO2的光催化降解能力,光催化降解能力能提高10%左右。     

聚砜酰胺/纳米二氧化钛复合材料的制备与表征

将聚砜酰胺(PSA)与纳米二氧化钛(nano-TiO)2共混制成PSA/nano-TiO2复合纺丝溶液,分别采用湿法纺丝工艺以及数显匀胶技术制成复合纤维和复合薄膜。运用扫描电镜、傅里叶变换红外光谱、广角X-射线衍射、紫外光谱等方法表征和分析复合材料的大分子结构、力学性能、热稳定性和抗紫外线性能。结果表明:少量的nano-TiO2能够均匀分散在PSA基体中,其添加没有明显改变PSA的分子结构和化学组成;由于纳米颗粒的异相成核作用使复合纤维的结晶度有所提高,且nano-TiO2的添加明显提高了复合纤维的力学性能和热稳定性能;随着纳米颗粒含量的增加,PSA/nano-TiO2复合材料的抗紫外线性能也得到显著增强。     

纳米二氧化钛改性光固化树脂的研究

以纳米TiO2的丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)分散液为添加剂改性激光快速成型用光固化树脂SPR4000,通过对树脂及固化物的酸值、分子质量、IR、DSC、热重分析、流变性及力学和热性能测试等研究了改性后光固化树脂的性能,并用扫描电镜对纳米TiO2在树脂中的分散情况进行了观察。结果表明添加的二氧化钛质量分数为0.75%时,体系力学性能最好,拉伸强度提高15.25%,冲击强度提高41.35%,弯曲强度提高41.75%,耐热性也有所提高。纳米二氧化钛PMA分散液的加入解决了纳米二氧化钛在树脂中的分散稳定性问题,保证了树脂体系的固化速度及交联密度,满足了制作工艺,提高了光固化树脂SPR4000的力学性能。     

纳米TiO2/PSB复合乳液的制备与性能研究

为了提高丁苯乳液涂膜力学性能,用硅烷偶联剂(KH-570)改性纳米TiO2,采用半连续种子乳液聚合法,制备TiO2/聚丁苯(PSB)复合乳液。采用FT-IR、TEM表征TiO2/PSB复合乳液乳胶粒子结构,结果表明合成了以TiO2为核的核壳结构纳米TiO2/PSB乳胶粒子。探讨了纳米TiO2、乳化剂、电解质、引发剂及增稠剂用量、聚合时间与温度、单体配比等对TiO2/PSB复合乳液性能的影响。确立了适宜的聚合工艺条件:纳米TiO2、乳化剂用量分别为总质量的0.5%和3.5%,电解质和引发剂用量为单体质量的0.4%,聚合温度和时间分别为64℃和3.5 h,可制备出高固高黏且性能优良的复合乳液。经纳米TiO2改性的PSB复合乳液涂膜性能较未改性的,在黏度、硬度、耐冲击性、耐洗刷性、附着力及耐水性等方面均有明显改善。     

超支化聚合物对聚丙烯/剑麻纤维复合材料性能影响

为改善剑麻纤维(SF)与聚丙烯(PP)之间的相容性,在PP/SF复合材料中添加超支化聚酯(H101)、超支化环氧树脂(E102),研究了两种超支化聚合物(HBP)的热稳定性及对PP/SF复合材力学性能、熔体流动性和微观形貌的影响。热重分析表明,所使用的HBP均具有较好的热稳定性;扫描电子显微镜分析发现,HBP的加入使基体与纤维结合得更加紧密;力学性能测试表明,H101可不同程度地提高复合材料的拉伸、弯曲及冲击强度;E102可提高复合材料的拉伸及冲击强度,当E102含量为10%时,与PP/SF复合材料相比,冲击强度提高了72.24%。尽管HBP含量较高时复合材料的力学性能提高,但HBP会降低复合材料的熔体流动速率,选择HBP含量时需要综合考虑。     

海藻酸钙/纳米TiO_2共混纤维的制备与表征

将含固体质量分数为5%的海藻酸钠纺丝原液与纳米二氧化钛(TiO2)水分散液均匀混合,制得海藻酸钠/纳米TiO2混合纺丝原液,采用湿法纺丝,通过氯化钙凝固浴,经拉伸、水洗,制备了海藻酸钙/纳米TiO2共混纤维,研究了纳米TiO2含量对共混纤维结构及性能的影响。结果表明:纳米TiO2的加入,提高了共混纤维的力学性能;加入质量分数为0.5%的纳米TiO2,海藻酸钙大分子链上的红外特征吸收峰峰形明显变宽,共混纤维的力学性能最佳,断裂强度为2.93 cN/dtex,断裂伸长率为7.34%,优于海藻酸钙纤维;添加纳米TiO2质量分数为3%时,纳米TiO2在共混纤维中仍能较好的分散,且纤维表面光滑。加入纳米TiO2后,共混纤维的热稳定性提高。