Epoxy/Clay有机-无机纳米复合材料

通过插层复合的方法可以制备环氧树脂/粘土纳米复合材料，大幅度提高材料的机械力学性能。制备中，插层剂的选择和使用是关键，应加强插层剂的合成，筛选及插层工艺以及粘土层内层外插层剂、固化剂、单体、粘土片层之间相互作用即插层机理的研究。此外，环氧树脂/粘纳米复合体系最佳固化条件（树脂/固化剂比例，固化时间等）的选择也是制备过程中不可忽视的问题。     

固化剂类型与固化条件对环氧/粘土纳米复合材料插层剥离行为的影响

本文作者选用了5种不同类型的胺类固化剂:二乙烯三胺(DETA),二氨基二苯基甲烷(DDM),2.4.6三(二甲氨基甲基)苯酚(DMP-30),增韧改性胺和低温固化改性胺。考察了固化剂类型,固化温度和时间对环氧树脂/粘土纳米复合材料插层剥离行为的影响。固化程度和粘土层间距分别采用FT-IR和XRD,TEM检测。结果表明:环氧/粘土的插层与剥离行为与所选用的五种固化剂类型关系不大,而主要取决于固化工艺参数。在合适的固化条件下,当环氧树脂在粘土层间的固化速度大于层外固化速度,达到基本固化时,就能实现粘土的剥离,得到环氧/粘土纳米复合材料。     

环氧/粘土纳米复合材料插层/解离行为的研究进展

从环氧树脂/粘土纳米复合材料的结构类型、制备方法以及影响粘土在环氧树脂中插层/解离的因素(烷基铵改性剂、粘土特性、固化剂、固化工艺)、粘土插层/解离的热力学和动力学等方面对环氧树脂基纳米复合材料的研究进展进行了较为深入而详尽的综述.     

有机修饰剂对环氧树脂/粘土纳米复合材料结构的影响EI北大核心CSCD

分别用质子化的2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚(HDMP30)、质子化的十八胺(HODA)及氯化胆碱(CC)作为有机修饰剂对原始粘土进行改性,通过"粘土淤浆复合法"合成了环氧树脂/粘土纳米复合材料。采用透射电镜及X射线衍射研究了"粘土淤浆复合法"工艺中有机修饰剂的种类对环氧树脂/粘土纳米复合材料微观结构的影响。结果表明,憎水性的HODA改性粘土所制备的纳米复合材料只能形成插层结构;带有亲水基团羟基的CC改性粘土为剥离与插层混合型结构;而既带有亲水基团又与环氧预聚体有良好相容性的HDMP30改性的粘土则可形成高度无规剥离结构。阐明了3种不同类型有机修饰剂改性粘土所导致的不同微观结构形成的机理。     

有机修饰剂对环氧树脂/粘土纳米复合材料结构的影响

分别用质子化的2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚(HDMP30)、质子化的十八胺(HODA)及氯化胆碱(CC)作为有机修饰剂对原始粘土进行改性,通过"粘土淤浆复合法"合成了环氧树脂/粘土纳米复合材料。采用透射电镜及X射线衍射研究了"粘土淤浆复合法"工艺中有机修饰剂的种类对环氧树脂/粘土纳米复合材料微观结构的影响。结果表明,憎水性的HODA改性粘土所制备的纳米复合材料只能形成插层结构;带有亲水基团羟基的CC改性粘土为剥离与插层混合型结构;而既带有亲水基团又与环氧预聚体有良好相容性的HDMP30改性的粘土则可形成高度无规剥离结构。阐明了3种不同类型有机修饰剂改性粘土所导致的不同微观结构形成的机理。     

环氧树脂/粘土纳米复合材料的制备与性能研究

研究了有机蒙脱土在环氧树脂中的插层和剥离行为,制备了两种环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料并测试了其力学性能。实验结果表明,环氧树脂与有机土的相容性好,二者混合时环氧树脂很容易插入到粘土层间。使用经不同有机阳离子处理的两种有机蒙脱土,分别制得插层型和剥离型环氧/粘土纳米复合材料,力学性能结果表明,剥离型纳米复合材料的性能优于同组成的插层型纳米复合材料。     

反应型有机修饰剂对环氧树脂/粘土纳米复合材料热/机械性能的影响

使带有环氧基团的三缩水甘油基对氨基苯酚(TGPAP)分别与溴代正丁烷(BB)、2-溴乙醇(BE)反应,合成了反应型粘土有机修饰剂溴化(正定烷基)双环氧基(4-环氧醚基)铵(TGPAPB)和溴化(2-羟乙基)双环氧基(4-环氧醚基)铵(TGPAPE)。用这两种修饰剂改性粘土,分别制备出具有相同反应官能团但与环氧树脂的相容性略有不同的两种有机化粘土(B-Clay和E-Clay)。再用“粘土淤浆复合法”制备出两种环氧树脂/粘土纳米复合材料,研究了两种反应型有机修饰剂对纳米复合材料的结构和性能的影响。结果表明：带有羟基的E-Clay以高度无规剥离形式均匀分布在环氧树脂基体中;而B-Clay则形成了无规剥离/插层混合结构。两种粘土均参与固化反应在环氧树脂基体和粘土片层间产生了较强的界面作用力,从而显著提高了纳米复合材料的拉伸强度。粘土质量分数为3%的两种纳米复合材料,其拉伸强度分别达到32.4 MPa(E-Clay)和28.0 MPa(B-Clay),比对应的纯环氧树脂聚合物分别提高了76.47%和52.51%。同时,这两种纳米复合材料的玻璃化转变温度(T_g)也略有提高。     

剥离型环氧树脂/粘土纳米复合材料热/力学性能

以质子化的2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚(DMP-30)作为有机修饰剂对原始粘土进行改性,采用"粘土-丙酮淤浆复合法"合成了环氧树脂/粘土纳米复合材料。透射电镜观察显示粘土片层以3~5片为聚集单元均匀、无规地分布在整个环氧树脂的基体中,呈现高度、无规剥离形态。差示扫描量热测试表明粘土质量分数为3%时的环氧树脂/粘土纳米复合材料的Tg提高了10℃,这归咎于无规剥离结构及粘土片层与环氧树脂基体间较强的界面作用力。弯曲试验揭示,室温条件下纳米复合材料的弯曲强度随着粘土含量的增加而呈缓慢下降趋势;而在80℃时,弯曲强度则随粘土的加入而显著增加。     

环氧树脂对聚碳酸酯/粘土纳米复合材料流变学的影响

采用熔融插层法制备了插层型的聚碳酸酯/环氧树脂/粘土纳米复合材料。考察了环氧树脂对该三元复合体系的形态及流变学的影响。X射线衍射和透射电子显微镜及流变行为的测试结果表明,一方面,增容剂环氧树脂的加入促进了粘土的进一步插层,增大了粘土的解离程度,粘土晶粒间相互作用的增强导致复合体系低频区模量呈现类固态平台;但另一方面,环氧树脂的引入也促进了基体的降解,使得复合体系高频区模量下降。二者共同导致复合体系的流变行为时温平移失效。     

无规剥离结构环氧树脂/粘土纳米复合材料的制备及剥离机理

用质子化的2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚(DMP-30)通过阳离子交换反应对原始粘土进行修饰,采用一种与新的制备方法——"湿粘土加入法"合成了环氧树脂/粘土纳米复合材料。透射电镜(TEM)观察显示,粘土片层以3-5片为聚集单元均匀、无规地分布在整个环氧树脂的基体中,呈现高度、无规剥离形态。利用X射线衍射(XRD)跟踪了粘土片层在复合材料制备过程各阶段的分散状况,初步阐明了粘土片层在环氧树脂中的剥离机理:粘土片层在固化反应之前已经实现了在环氧预聚体中的剥离。有机改性剂带有的亲水基团及能与环氧树脂反应的叔胺基对形成剥离结构纳米复合材料有决定性作用。     

桐油酸酐固化环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的研究

通过阳离子交换的方法将蒙脱土进行有机化处理，使蒙脱土由亲水性变成亲油性且层间距扩大，采用浇模固化成型法制备环氧树脂／桐油酸酐／蒙脱土纳米复合材料，并用XRD，DMTA等手段研究有机蒙脱土在环氧树脂中的剥离行为，研究发现，加入桐油酸酐固化剂后，粘土被剥离而得到剥离型的纳米复合材料，而且工艺条件的变化并不明显改变剥离的效果，DMTA测试表明桐油酸酐固化的环氧树脂的玻璃化转变温度随着粘土的加入而降低。     

Epoxy based nanocomposites with fully exfoliated unmodified clay: mechanical and thermal properties

The unmodified clay has been fully exfoliated in epoxy resin with the aid of a novel ultrafine full-vulcanized powdered rubber. Epoxy/rubber/clay nanocomposites with exfoliated morphology have been successfully prepared. The microstructures of the nanocomposites were characterized by means of X-ray diffraction and transmission electron microscopy. It was found that the unmodified clay was fully exfoliated and uniformly dispersed in the resulting nanocomposite. Characterizations of mechanical properties revealed that the impact strength of this special epoxy/rubber/clay nanocomposite increased up 107% over the neat epoxy resin. Thermal analyses showed that thermal stability of the nanocomposite was much better than that of epoxy nanocomposite based on organically modified clay.     

Elastomeric epoxy nanocomposites: Nanostructure and properties

In polymer layered silicate nanocomposites, significant differences have been reported between the effects of the nano-reinforcement on rigid and elastomeric nanocomposites. In this paper, we have studied elastomeric nanocomposites based upon DGEBA epoxy resin filled with montmorillonite (MMT) and cured with a long-chain polyoxypropylene diamine, for comparison with analogous rigid nanocomposites. Ultrasonic mixing was used to disperse the MMT in the matrix to improve homogeneity and decrease the agglomerate size. Two different methods of nanocomposite preparation were used in which the MMT was first swollen with either the curing agent or the epoxy before the addition of, respectively, DGEBA or diamine. A better dispersion of the nanoclay in the matrix and a greater amount of intercalation occurred when the MMT was first swollen with the diamine. The effect of MMT concentrations up to 8 wt.% on the mechanical behaviour of the epoxy/MMT nanocomposites was investigated. It was found that the addition of MMT increased the tensile strength and modulus, although SAXS and TEM indicated that a significant fraction of the clay layers were not exfoliated. Nevertheless, the addition of the clay resulted in changes in the fracture surfaces, as indicated by SEM, consistent with the tensile results and indicative of toughening.     

环氧树脂预聚物分子量对其固化物性能的影响

本文着重研究了环氧树脂预聚物分子量对叔胺促进剂催化的酸酐固化剂固化的环氧树脂体系固化物电气、力学和耐热性能的影响。结果表明,环氧树脂预聚物分子量对性能有显着影响,且具有规律性。      

环氧树脂/聚醚胺柔性导电油墨的制备与性能

以聚醚胺为固化剂、环氧树脂E-51为粘接树脂、银包铜粉为导电填料制备了环氧树脂/聚醚胺柔性导电油墨,用红外光谱和差示量热扫描分析对环氧树脂/聚醚胺D-400体系的固化条件进行了表征,讨论了导电油墨体积电阻率的影响因素;并研究了聚醚胺D-2000与D-400不同质量比对油墨的柔韧性、附着力、体积电阻率的影响。结果表明,环氧树脂/聚醚胺D-400导电油墨的体积电阻率随着固化剂D-400用量、导电填料含量、固化时间的增长均先减小后趋于稳定;当聚醚胺D-2000/D-400的质量比从0增加到0.6时,导电油墨的柔韧性提高了67.9%,对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基材的附着力等级仍为0级,体积电阻率增大了40.6%。     

一种促进粘土在环氧树脂中剥离的方法研究

使用对环氧树脂的固化反应有促进作用的有机阳离子对粘土进行有机化处理，得到的有机土与环氧树脂混合后，尽管其层间距较小，层间容纳的环氧树脂较少，但由于催化作用使层间环氧树脂固化较快，结果在环氧的固化过程中粘土更易剥离，从而得到粘土剥离程度较高的环氧树脂／粘土纳米复合材料。这一研究为制备粘土剥离程度更高、性能更好的环氧／粘土纳米复合材料提供了有效的方法。     

用于RTM 成型工艺的苯并口恶嗪树脂及其复合材料

以苯酚、苯胺和甲醛为原料, 合成了三种不同结构的低粘度苯并口恶嗪中间体树脂。根据RTM 成型工艺中注塑和成型过程对基体树脂的特殊要求和不同组分的反应活性, 系统研究了树脂粘度和凝胶化时间与温度的关系, 及玻璃布层压板的力学性能和耐热性, 详细讨论了树脂组成和催化剂种类及用量的影响。结果表明, 以有机酸或环氧-叔胺为催化剂, 以低粘度苯并口恶嗪树脂为主体所构成的多组分树脂体系, 是一类可用于RTM 成型工艺的新型树脂; 该类树脂基复合材料可用做耐高温结构材料在155℃长期使用。