偶联剂在树脂浇注中的应用

前言随着复合材料的不断发展,偶联剂和偶联技术迅速发展。偶联剂在复合材料中显示出许多优越性,所以广泛地被应用于塑料,橡胶、涂料、粘合剂等材料中,尤其在玻璃纤维增强热固性及热塑性复合材料中应用更为广泛。在树脂浇注中,使用无机填料是人们所熟知的。加入无机填料可减少浇注料固化过程中的发热和收缩,降低浇注绝缘的线膨胀系数,提高导热性,降低成本。采用偶联剂处理过的无机填料可进一步提高浇注料的物理机械性能和电性能;又提高填料在     

偶联剂协同低温等离子体的复合材料氧化铝填料表面改性

环氧树脂广泛应用在电机绝缘领域,向树脂中添加微米氧化铝可以减缓绝缘老化的侵蚀,为了进一步提升氧化铝/环氧树脂复合材料电气性能,本文引入偶联剂协同低温等离子体复合改性方法对氧化铝填料进行表面处理。将偶联剂包覆改性后的微米氧化铝置于重复脉冲低温等离子体中分别进行0~9min表面改性处理,其次将氧化铝掺杂进环氧树脂中制备复合材料。观测氧化铝填料外表的形貌、官能团及结构变化,对复合材料局部放电起始电压进行测试分析。结果表明,偶联剂和低温等离子体复合改性能有效提升氧化铝填料表面活性官能团的含量,为氧化铝与树脂基体的紧密键合提供了基础,进而提升了氧化铝/环氧树脂复合材料的电气性能。在复合改性中等离子体处理时间为3min时,氧化铝填料表面含氧基团的含量相对于单一偶联剂改性增长了3.32%,表面偶联剂的接枝率提升了24.5%,复合材料的电气性能提升了7.9%。     

纳米碳化硅/低密度聚乙烯复合材料的空间电荷分布特性

空间电荷的积聚会引起局部电场的畸变,从而引起局部放电(PD)和电树枝的产生与发展,成为导致聚合物绝缘性能降低的重要因素。针对此问题,采用电声脉冲(pulsed electro-acoustic,PEA)法研究了利用不同偶联剂(包括KH-560偶联剂和A-171偶联剂)进行表面改性后的纳米SiC添加到低密度聚乙烯(LDPE)中所制备得到的SiC/LDPE复合材料的空间电荷分布。实验结果表明,纳米SiC粒子与LDPE本体之间的界面是陷阱的主要来源,添加纳米粒子对同极性电荷的注入具有一定的抑制作用;而偶联剂对陷阱的性质和能级有重要的影响,不同复合材料的空间电荷分布是不同的,KH-560SiC/LDPE复合材料中存在大量正极性亲和性的深陷阱,而A-171SiC/LDPE复合材料中则分布大量正极性亲和性的浅陷阱,从而影响载流子迁移,改变原有LDPE的介电性能。分析认为此现象源于不同偶联剂的分子结构差异,含有不对称侧链和端基的KH-560偶联剂更容易产生深陷阱,而含有烯烃结构的A-171偶联剂则容易产生浅陷阱。     

偶联剂处理方式对SiO_2/环氧树脂纳米复合材料性能的影响

在甲苯溶剂中通过预先接枝在SiO_2粒子上的硅烷偶联剂二次接枝环氧链段的方法,制备了接枝环氧链段的SiO_2粒子。采用不同偶联剂处理方式制备了3种SiO_2添加量为1份的SiO_2/环氧树脂纳米复合材料,对纳米粒子进行了红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)和透射电镜(TEM)表征,测试了复合材料的热力学性能及介电性能。结果表明:偶联剂可起到桥接作用,将环氧链段接枝到SiO_2粒子上,改善了纳米粒子的团聚现象。接枝后的SiO_2粒子表面与树脂基体有良好的相容性。接枝改性后的SiO_2/环氧树脂复合材料的储能模量大幅提高,冲击强度提高了11.9%,玻璃化转变温度变化不大,SiO_2对复合材料的复介电常数实部和虚部有不同程度的影响。相比不使用偶联剂或直接在复合体系中添加偶联剂的方法,通过偶联剂在SiO_2粒子表面接枝环氧树脂能有效降低复合材料复介电常数的实部和虚部。     

粉煤灰填充塑料用偶联剂的研究

一、前言近年来,在高分子复合材科、粘合剂、涂料等领域中,利用偶联剂来改善材料的加工和使用性能,已相当普遍。实际上,偶联剂已成为某些高分子复合材料中不可缺少的化工助剂。偶联剂,外文称Coupljmg Agent,它是一种有机物分子。其分子组成中含有两类性质不同的功能团:一类能与无机物相作用;另一类则能与高分子化合物相作用,因而通过偶     

偶联剂处理玻璃纤维表面的研究进展

采用偶联剂处理是改善玻璃纤维与树脂基体界面结合性能的重要方法,同时也是提高复合材料性能的常用手段。综述了偶联剂作用机理,介绍了几种有代表性的界面理论、偶联剂处理方法和种类及其国内外的研究进展。     

氮化硼/环氧树脂复合材料空间电荷与击穿特性实验研究

采用偶联剂对纳米BN颗粒进行表面处理,制备了经过表面处理的纳米BN/环氧树脂复合材料。对纳米/BN环氧树脂复合材料进行了微观形貌分析、击穿强度和空间电荷测试。结果表明:随着微米BN添加量的增加,微米BN/环氧树脂复合材料的击穿强度随之降低;随着纳米BN添加量的增加,纳米BN/环氧树脂复合材料的击穿强度先升高后降低。微、纳米BN的添加会降低直流高压电场下复合材料内的平均空间电荷密度。同时,偶联剂处理会降低纳米BN/环氧树脂复合材料在加压时的平均空间电荷密度,增加纳米BN/环氧树脂复合材料在短路时空间电荷的消散速率。     

超支化聚酯改性纳米BaTiO3/EP复合材料的性能研究

为获得具有低损耗、较好击穿及导热性能的高介电常数材料,采用超支化聚酯协同偶联剂改性BaTiO_3,以环氧树脂EP为基体制成复合材料,对比研究不同填充量,不同改性方式下复合材料的介电、击穿、导热性能。微观分析表明,超支化改性BaTiO_3后提升了其在EP中的分散性及相容性,改善了团聚缺陷。超支化改性BaTiO_3/EP复合材料的相对介电常数显著提升,在1 kHz下、BaTiO_3质量分数(ω(Ba Ti O3))为60%时达到了37.1,虽然比偶联剂改性BaTiO_3/EP复合材料的相对介电常数下降了10%,但其介质损耗角正切却降低了31%;ω(BaTiO_3)=60%时,其交流击穿场强比偶联剂改性BaTiO_3/EP复合材料的击穿场强提高了22.7%;导热系数在ω(Ba Ti O3)=60%时达到最高的0.383W/(m·K),比同质量分数偶联剂改性方式提高了31%。以上结果表明,超支化聚酯协同偶联剂改性BaTiO_3能够增强界面作用,削弱界面极化,降低电荷迁移率,提高复合材料的综合性能。     

纳米SiO2对双酚A环氧树脂材料介电常数与直流闪络电压的影响

为了满足不断提高的电压等级以及复杂的运行环境,在环氧树脂绝缘材料中加入无机纳米粒子,以提高其沿面闪络性能,保证设备安全运行。将纳米SiO_2粒子与环氧树脂复合制备了纳米SiO_2/环氧树脂复合材料,研究了纳米SiO_2粒径、含量及偶联剂改性对复合材料介电常数、直流闪络电压的影响。结果表明:复合材料的介电常数随SiO_2粒径的减小先减小后增大,随SiO_2质量分数的增加先减小后增大;纳米SiO_2经过硅烷偶联剂改性后可以明显地减小复合材料的介电常数;纳米SiO_2的粒径、含量及偶联剂改性对复合材料闪络电压的影响与介电常数相反。     

偶联剂和固化剂对柔性橡胶钕铁硼复合材料性能的影响

采用不同的偶联剂和固化剂配方的树脂对钕铁硼粉末进行表面处理，用压延法制备了柔性橡胶钕铁硼复合材料。探讨了偶联剂、固化剂和树脂对柔性橡胶钕铁硼复合材料力学性能、磁性能和结合强度的影响机理。给出了力学性能好、结合强度高、磁性能较高的复合材料的配方。试验结果显示，常温固化剂和硅烷偶联剂与磁粉表面的相容性好，能使磁粉、树脂和橡胶基体形成一个有机交联的网状结构，所制备的复合材料具有较好的物理性能、较高的磁性能和力学性能。     

芳纶纤维表面状态对环氧树脂复合材料力学性能的影响

采用偶联剂对芳纶纤维表面状态进行改性,表征了芳纶纤维表面状态的变化;制备了不同表面状态的芳纶纤维与环氧树脂的复合材料,研究了芳纶纤维表面状态对环氧树脂复合材料力学性能的影响及其内在机理。结果表明:芳纶纤维经过偶联剂处理后表面引入了附着层,使得表面粗糙度增加;芳纶纤维表面O元素与C元素比例上升88.9%,使得表面活性增强。同时,经偶联剂处理后的芳纶纤维与环氧树脂基体间的界面状态得到明显改善,复合材料的力学性能进一步提升,其中拉伸强度提升27.8%、断裂伸长率提升35.3%、弯曲强度提升4.7%、断裂弯曲应变提升7.7%。     

纳米Al2O3对环氧树脂复合材料沿面闪络电压的影响

为了提高环氧树脂材料的绝缘性能,减少电气设备闪络事故的发生,利用纳米Al_2O_3对环氧树脂进行改性是一种行之有效的办法。本文研究了纳米Al_2O_3的粒径、含量以及偶联剂处理对环氧树脂绝缘材料直流闪络电压和介电常数的影响。结果表明:复合材料的闪络电压随纳米Al_2O_3粒径的减小和含量的增加呈现先增大后减小的趋势;纳米Al_2O_3的偶联剂处理使得复合材料的沿面闪络电压得到提升;复合材料介电常数的变化趋势与闪络电压相反。     

填料表面状态对聚合物复合材料动态力学性能的影响

本文采用动态力学分析研究了填料表面状态对复合材料动态力学性能的影响。研究结果表明，填料表面状态对复合材料的动态力学性能影响很大。填料表面的偶联剂处理显著增强了复合材料中两相间的相互作用，并使复合材料的力学损耗峰值（tanβcmax）明显降低，峰半宽（△W）变宽，玻璃化转变表观活化能（△W）增大。     

等离子体氟化协同偶联剂改性纳米SiO2/环氧树脂电气性能

纳米SiO2填料与环氧树脂基体界面效应差,限制了复合材料电气性能提升.为此采用CF4/N2等离子体协同偶联剂改性纳米SiO2填料,改变其在基体中界面特性,制备了不同质量分数的纳米SiO2/环氧树脂复合材料.对复合材料的化学组分、表面形貌、闪络电压和击穿场强等进行测试.测试表明:氟元素以CF2为主要形式存在改性SiO2表...     

氟化协同偶联剂改性纳米SiO2/环氧树脂的热氧老化特性研究

环氧树脂在电机定子主绝缘中具有广泛应用,热老化是电机绝缘劣化的重要因素之一.氟化改性纳米SiO2填料可显著改善环氧复合材料的电气性能,然而氟化协同改性技术对环氧复合材料抗热氧老化的机制尚不清楚,限制了其在电机主绝缘中的应用.为此,论文对氟化协同偶联剂改性环氧复合材料的热氧老化特性进行研究,对不同老化时间下复合材料的表面形貌、玻璃化温度、击穿场强、介电特性及空间电荷特性等进行了测试.结果表明:与未改性环氧试样及单一偶联剂改性试样相比,随着老化时间推移,协同改性试样的玻璃化温度、击穿场强、介电常数、介质损耗因数等退化量显著减少.协同改性试样结构相对稳定,老化后材料表面分裂形成颗粒状物质受到有效抑制,具有更好的抗热氧老化特性.     

颗粒尺寸及表面处理对氮化硼/环氧树脂复合材料介电特性的影响

为研究氮化硼(BN)/环氧树脂复合材料的介电特性,在环氧树脂中分别添加不同质量分数的微米BN、未处理纳米BN和表面处理纳米BN制备BN/环氧树脂复合材料,并对其进行微观分析、介电频谱和介电温谱实验,研究BN质量分数、BN粒径和偶联剂表面处理对环氧树脂复合材料介电特性的影响。结果表明:复合材料的介电常数、介质损耗和电导率比纯环氧树脂有所降低;未处理纳米BN/环氧树脂复合材料和微米BN/环氧树脂复合材料的介电常数随BN质量分数的增加而减小;表面处理纳米BN/环氧树脂复合材料的介电常数随BN质量分数的增加而增大;纯环氧树脂和BN/环氧树脂复合材料的介电常数在10～110℃随温度升高呈上升趋势;纯环氧树脂和BN/环氧树脂复合材料的介质损耗在50～110℃随温度升高而增加,且增加幅度较大。     

超支化聚酯改性纳米SiO2/环氧树脂的介电特性

为改善纳米SiO_2与环氧树脂(EP)的界面性能及复合材料的介电参数,通过超支化聚酯协同偶联剂处理对纳米SiO_(2.)进行表面接枝,制备不同配比的纳米SiO_2/EP复合材料,研究不同改性方式及SiO_2含量下复合材料的介电特性。X射线光电子能谱及傅里叶红外光谱分析表明,端羧基超支化聚酯经100℃、40 min共混反应可成功接枝至纳米SiO_2表面;材料断面扫描电镜分析表明,质量分数为10%掺杂时,经超支化表面接枝改性的纳米SiO_2在EP溶液中不易团聚;热刺激去极化电流测试表明,纳米复合材料内部出现0.86～1.15 eV深陷阱;质量分数为7%掺杂比例下,复合材料的交流击穿电场强度比单纯偶联剂改性方式提高了19%;质量分数为5%掺杂比例下,工频下材料的介质损耗因数和介电常数分别下降至0.58%和4.38;研究结果表明超支化聚酯处理可在纳米SiO_2表面引入超支化基团。长链自由基的引入可抑制纳米SiO_2团聚,增强无机粒子与环氧基团的结合强度,并在纳米SiO_2/EP界面区域引入深陷阱,进而显著改善复合材料的介电特性。     

MCM-41表面改性及MCM-41/环氧树脂复合材料陷阱特性

在复合材料MCM-41/环氧树脂的制备中,采用硅烷偶联剂对MCM-41颗粒进行表面改性,同时采用热失重、傅里叶红外光谱、小角X衍射、氮气吸附-脱附等手段对表面修饰前后的MCM-41颗粒表面结构进行表征。随后利用原位聚合的方法制备表面改性后不同MCM-41含量的MCM-41/环氧树脂复合材料。在复合材料性能表征中,首先利用动态热机械分析法对其玻璃化转变温度的变化趋势进行研究,实验结果显示随着MCM-41添加量增加,复合材料玻璃化转变温度呈先增加后降低的变化趋势;其次,采用热刺激去极化电流对复合材料中内部的陷阱分布变化进行研究,结果显示随着MCM-41的添加,复合材料内部陷阱深度变浅,陷阱电荷总量降低。实验结果说明在偶联剂的作用下MCM-41能够与环氧树脂基体形成有效的化学键连接,提高复合材料的动态热机械特性,减少复合材料内部的物理或者化学缺陷。     

聚苯乙烯/纳米碳化硅晶须复合材料的制备

采用钛酸酯偶联剂(NDZ-105)对纳米β-碳化硅晶须(β-SiCw)进行表面改性处理,通过粉末共混-模压成型制备PS/SiCw纳米复合材料。探讨了SiCw用量和NDZ-105处理对复合材料力学、耐热性和介电性能的影响。结果表明,复合材料的力学性能随SiCw用量的增加而提高,当SiCw的质量分数为3%时,综合力学性能最佳;表面改性有助于进一步提高材料的力学性能;热失重分析表明SiCw的加入使PS的耐热性提高;介电性能分析表明复合材料的介电常数随SiC用量的增加而增加。     

黑色页岩/HDPE复合材料的制备及电性能研究

为了研究黑色页岩作为填料应用于塑料工业的可能性，本文对桂林地区的黑色页岩进行了成分和形貌研究，发现其为纳米层状结构，主要由二氧化硅、钾长石及有机碳组成。利用不同的偶联剂与表面活性剂改性黑色页岩，制备了黑色页岩/HDPE复合材料，并对其力学性能、形貌、体积电阻率和介电常数进行了研究。结果表明：铝酸酯偶联剂与十二烷基苯磺酸钠能够改善页岩与HDPE之间的相容性，当页岩填充量为50份时，黑色页岩/HDPE复合材料的拉伸强度、冲击强度和体积电阻率有所降低，拉伸强度仍保持在23.47 MPa，冲击强度最高为6.39 kJ/m²，体积电阻率也可维持在10¹⁴Ω·cm以上，保持了较好的力学性能和绝缘性能。