端硅氧烷基低聚物/环氧树脂复合体系的耐酸碱性能研究

利用-OH与-NCO的亲核加成反应,直接合成了星型硅氧烷封端的1,1,1-三羟甲基丙烷(TMP)-聚己内酯三元醇的系列复合低聚物TPSi-A, TPSi-B和TPSi-C.利用合成的低聚物对环氧树脂进行复合改性,通过溶胶-凝胶技术及胺类固化剂与环氧基的交联作用固化复合体系.研究了低聚物TPSi含量、TPSi中TMP含量及硅烷偶联剂(KBE-9103)对固化的复合体系溶胀性能、耐酸碱性能的影响.结果表明:20%(质量分数,下同)含量的低聚体TPSi改性环氧树脂体系溶胀度最高达40%, 20%～30%范围内低聚体改性体系的耐酸碱性优,同时发现TMP的加入会使体系的耐酸碱性变差.     

环氧改性酚醛树脂纳米复合材料的制备及性能研究

为提高酚醛树脂(PF)的耐热性和韧性,拓宽其应用范围,采用环氧树脂(EP)和纳米二氧化硅(SiO_2)对酚醛树脂进行改性,研究环氧树脂和纳米粒子用量对酚醛树脂综合性能的影响。测试结果综合分析表明,在环氧树脂用量为20%(wt,质量分数),KH560用量为20%(wt,质量分数),纳米SiO_2用量为1%(wt,质量分数)条件下,环氧/纳米SiO_2改性酚醛树脂复合材料的聚合时间和软化点得到提高,热分解温度达到416.2℃,冲击强度达到7.49kJ/m~2,具有较好的性能。     

UHMWPE纤维/碳纤维复合材料用改性环氧树脂的制备及性能

用甲基丙烯酸改性环氧树脂E-51制备了UHMWPE纤维/碳纤维复合材料用基体树脂,主要研究了反应时间和催化剂用量对改性环氧树脂及复合材料性能的影响。结果表明,当甲基丙烯酸与环氧树脂摩尔比为1.1∶1.0、催化剂二乙基胺用量为0.35%（质量分数）、反应温度为110℃时,改性反应6h所得改性环氧树脂与UHMWPE纤维/碳纤维的复合材料的性能较好。用FTIR、DMA、SEM对改性环氧树脂及复合材料的结构和性能进行了表征,甲基丙烯酸改性环氧树脂对UHMWPE和碳纤维具有较好的粘接性。     

聚丙烯酸酯改性环氧树脂的力学性能

通过丙烯酸乙酯(EA)和丙烯酸丁酯(BA)在环氧树脂中原位聚合,制备了聚丙烯酸酯改性的缩水甘油醚双酚A(DGEBA)-甲基四氢苯酐(MeTHPA)环氧树脂体系。原位聚合形成的聚丙烯酸酯在环氧树脂基体中形成"海-岛"结构。与纯环氧树脂基体相比,当丙烯酸酯质量分数为10%时,经PEA和PBA改性的聚丙烯酸酯/双酚A-MeTHPA体系的拉伸强度分别降低9.51%和4.00%,而拉伸弹性模量分别降低14.81%和9.52%;玻璃化温度变化不大;而冲击强度分别增加了26.5%和31.0%,断裂延伸率分别增加22.03%和30.07%,增韧效果明显。     

紫外光固化改性环氧丙烯酸酯涂料的研制

通过对环氧树脂进行改性,降低其粘度,再用丙烯酸酯化,制得低粘度环氧丙烯酸酯预聚体,最后制备出性能优良、易于施工的紫外光固化涂料.本文对环氧树脂改性的催化剂、改性剂及其用量进行了实验研究,并制取改性环氧丙烯酸酯涂料,还对改性前后涂料的性能进行了比较.     

端硅氧烷基聚氨酯/环氧树脂复合材料形态及热力学性能研究

用两种不同类型的低聚物二元醇与小分子硅烷偶联剂三乙氧硅丙基异氰酸酯(ICPTES)为原料,合成了不同结构的端硅氧烷基聚氨酯低聚物(PUSi):聚四氢呋喃醚二元醇型(PTSi)和聚己内酯二元醇型(PLSi),以此低聚物改性环氧树脂.通过Sol-gel技术及胺类固化剂与环氧基团的反应,得到了端硅氧烷基聚氨酯低聚物(PUSi)/环氧树脂(EP)复合体系.用FTIR表征了两种低聚物的化学结构;用扫描电镜(SEM)、动态力学性能测试(DMTA)及热重分析(TGA),研究了PLSi/PTSi含量对PUSi/EP复合体系的微观形态、热力学性能的影响.结果表明,PUSi在体系中形成了海岛结构,PLSi的加入改善了体系的相容性,当PLSi/PTSi的含量比为1∶1时,复合体系的5%热失重温度相比纯环氧树脂提高了近100℃,达275℃.     

云母粉表面改性提高云母纸拉伸强度的研究

利用硅烷偶联剂"分子桥"作用对云母粉进行表面处理,通过自乳化改性的环氧树脂和聚丙烯酰胺,使云母粉表面桥联的环氧基团发生交联反应,显著提高云母纸拉伸强度。结果表明:当硅烷偶联剂、改性环氧树脂、聚丙烯酸胺的质量分数分别为0.5%、1.0%、0.5%时,云母纸拉伸强度由72.17 N/m提高到151.3 N/m。硅烷偶联剂水解产生的硅羟基与云母表面的羟基发生化学键的结合,另一端的氨基与改性环氧树脂中的环氧基团反应,增强了改性环氧树脂对云母表面的结合力。     

环氧封端硅氧烷改性环氧树脂的制备及性能研究

采用环氧封端硅氧烷低聚物为改性剂,通过与双酚A型环氧树脂共混制得改性环氧树脂固化体系。通过测定改性固化物的热学性能、力学性能和原子氧剥蚀性能,并利用扫描电镜对冲击断裂面和原子氧辐照前后表面的形态进行分析,系统探讨了环氧封端硅氧烷低聚物对改性环氧树脂性能的影响。结果表明,采用环氧封端硅氧烷低聚物改性后,固化体系的耐热性、韧性和耐原子氧剥蚀性能均有提高:与未改性环氧树脂相比,改性剂含量30%时,10%热失重温度提高了23℃,弯曲强度、冲击强度分别由82.0kJ/m~2、8.7kJ/m~2提高到93.4kJ/m~2、33.4kJ/m~2,经累积通量1.2×1020 atoms/cm~2原子氧辐照后质量损失仅为未改性环氧树脂的20%。     

改性二氧化钛/DPPA阻燃环氧树脂的制备及性能

采用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTS)对亲水性纳米二氧化钛(TiO_2)进行表面改性,用FT-IR和TG对改性TiO_2结构进行表征。然后将不同量的改性二氧化钛与固定量的5,10-二氢-磷杂吖嗪-10-氧化物(DPPA)进行复配,添加到环氧预聚物中制备阻燃环氧树脂,对环氧树脂的阻燃、力学和热性能进行研究。结果表明,APTS对TiO_2改性成功。2.5%(质量分数)DPPA与0.05%(质量分数)改性TiO_2构成的复配阻燃剂,能使环氧树脂的阻燃级别达到UL-94 V-0级,LOI值由24.2%提高至28.8%。该阻燃环氧树脂的拉伸强度和弯曲强度分别为86.52和116.75 MPa,与未加阻燃剂的环氧树脂相比,拉伸强度和弯曲强度分别提高了6.66和8.25 MPa。且其初始降解温度(T_(5%))和玻璃化转变温度(T_g)分别高达364.3和162.0℃,所制备阻燃环氧树脂材料具有较好的综合性能。     

路用水性环氧改性乳化沥青组成优化及耐久性能评价

为提升改性乳化沥青在道路领域的使用品质和耐久性，制备了多种水性环氧改性乳化沥青，基于拉伸性能优化了改性乳化沥青配比，研究了水性环氧改性乳化沥青的黏附性能、黏度、干燥时间、相容性和粘结性能，分析了水性环氧改性乳化沥青粘结性能与其拉伸性能、黏附性能的关联性，采用湿热老化、冻融循环和氙灯光照老化等方式模拟复杂气候条件对水性环氧改性乳化沥青的破坏作用，以经老化处理后的残留拉伸、黏附和粘结性能及处理前后各项性能的变化率作为评价指标，基于熵权的理想点法综合评价了水性环氧改性乳化沥青的耐久性能。结果表明：水性环氧树脂能够有效提升乳化沥青的拉伸强度和黏附性能，水性环氧改性乳化沥青具备较好的流动性和适宜的干燥时间，且水性环氧树脂与乳化沥青具有较好的相容性，建议水性环氧树脂掺量为15%～25%(质量分数，下同)。水性环氧改性乳化沥青的粘结性能与其力学强度和黏附性能具有较强的关联性。水性环氧改性乳化沥青经湿热老化、冻融循环或氙灯光照老化处理后拉伸、黏附和粘结等性能保持率为84%～92%,聚氨酯改性后的水性环氧改性乳化沥青表现出更好的耐久性能，聚氨酯改性双酚A型E-51水性环氧改性乳化沥青的综合耐久性能最佳。     

聚氨酯丙烯酸酯改性环氧树脂的结构与性能

通过自由基共聚反应合成了以甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）、甲基丙烯酸羟丙酯（HPMA）、丙烯酸异辛酯（EHA）及苯乙烯（St）为单体的共聚物P（GMA-HPMA-EHA-St）（PGHES）,用含异氰酸根的不饱和单体丙烯酸羟乙酯（HEA）-异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）对PGHES进行接枝改性得到得到含聚氨酯（PU）结...     

接枝微粒PGMA/Al2O3对环氧树脂电子灌封材料的增强增韧作用

采用甲基丙烯酸缩水甘油酯对Al2O3颗粒进行接枝改性,制备了接枝微粒,考察了PGMA/Al2O3对环氧电子灌封材料力学性能的影响,并利用扫描电镜观察了环氧灌封材料经PGMA/Al2O3填充前后的冲击断面的形貌变化。研究结果表明,经接枝改性后,接枝微粒PGMA/Al2O3对环氧灌封材料的力学性能起到了明显的改善作用:PGMA/Al2O3对环氧灌封料的增韧效果明显优于未改性的Al2O3,且随PGMA/Al2O3填充量的增大,冲击韧性先增大后减小,在填充量较小(0.7%)时,冲击韧性最大;屈服强度也随PGMA/Al2O3的加入出现一最佳值;并随接枝微粒PGMA/Al2O3的接枝率的增加,其冲击韧性和屈服强度明显增大。     

碳纳米管的表面改性对环氧树脂低温(77 K)冲击性能及热膨胀系数的影响

采用混酸氧化及表面接枝改性的方法制备了表面含不同官能团的多壁碳纳米管(MWCNTs), 并研究了不同MWCNTs对环氧树脂的低温(77 K)抗冲击性能及热膨胀系数(CTE)的影响。结果表明: 通过接枝反应将—NCO基团封端的PEO齐聚物引入MWCNTs表面, 可提高MWCNTs在环氧树脂基体中的分散性, 加强MWCNTs与环氧树脂的界面作用; 相对于纯环氧树脂, 添加质量分数为0.5%的纯MWCNTs、 氧化MWCNTs和表面接枝MWCNTs改性后的环氧树脂的低温冲击强度分别升高了10.27%、 26.13%和32.95%, 而CTE则分别降低了14.79%、 29.59%和40.29%。这表明表面接枝改性MWCNTs可明显提高环氧树脂基体的低温抗冲击性能并降低环氧树脂在玻璃化转变温度下的CTE。     

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。     

超支化聚氨酯改性水性环氧树脂固化剂的制备与性能

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)和二乙醇胺(DEOA)为原料,合成出了超支化聚氨酯核HBPU-0;以IPDI、聚醚多元醇(N210)、DMPA等原料合成线型聚氨酯,然后将线型聚氨酯接枝到HBPU-0上,制备出超支化聚氨酯(HBPU);再以HBPU、环氧树脂E-44、丁基缩水甘油醚单封端的四乙烯五胺(TEPA-660a)为主要原料制备出超支化聚氨酯改性水性环氧树脂固化剂。用红外光谱、核磁共振、透射电镜、扫描电镜和热失重等方法表征和测试了聚合物的结构与性能,研究了HBPU含量对固化膜断面形貌、力学性能、热性能的影响。结果表明,当HBPU质量分数达到24%时,固化膜的综合性能最佳,此时冲击强度为23.4kJ/m2,拉伸强度为52.4 MPa,5%和50%的质量热损失温度分别为287.5℃和376℃,与未改性环氧树脂相比,柔韧性和耐热性均有显著提高。     

新型含萘环结构固化剂的合成及其对联苯型环氧树脂的阻燃性能研究

以1,5-萘二胺和对羟基苯甲酸为原料合成了一种新型含萘环结构的固化剂(GNA),并且用核磁共振氢谱(1 H NMR)确定了物质的结构。通过垂直燃烧法(UL 94V)、热重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)、吸水性测试和力学性能测试对不同质量分数添加量的GNA改性联苯型环氧树脂(YX-4000)的阻燃性能、热性能、吸水性和力学性能进行了研究。实验结果表明,随着固化剂GNA含量的增加,固化物的阻燃性能得到了提升,在GNA含量达到15%(质量分数)时,阻燃级别可以达到UL-94V-0级。为了深入研究其阻燃机理,通过TGA和SEM对其燃烧残渣分析发现,固化物的表面有致密的炭层起到隔绝空气的作用,阻止燃烧进一步发生,在20%(质量分数)含量时,800℃的残炭率高达50%。另外通过吸水性和力学性能测试研究发现,与传统阻燃剂相比,固化物阻燃性提高,力学性能和吸水性能下降较小。在15%(质量分数)添加量时拉伸强度和拉伸模量为101 MPa和76GPa,弯曲强度和弯曲模量为29 MPa和26GPa,吸水率为1.626。     

Synergistic effects of oxidized CNTs and reactive oligomer on the fracture toughness and mechanical properties of epoxy

The soft modifiers added to improve the fracture toughness of epoxies generally deteriorate their mechanical properties. Hence, oxidized multi-walled carbon nanotubes (O-CNTs) were added to the epoxy modified with reactive oligomer. The NCO terminated reactive oligomer acts as a cross-linker between the O-CNTs and the OH groups of the epoxies. The impact strengths of the 15 wt.% oligomer modified epoxy containing 0.5 wt.% of O-CNTs at room temperature (RT) and cryogenic temperature (CT) are enhanced by 23.6% and 69.5% compared to that of the unmodified epoxy. In addition to increasing fracture toughness, the tensile strength (TS) of the modified epoxy/O-CNTs at CT is found to be 91.7 MPa, which is comparable to that of the unmodified epoxy (92.1 MPa). Hence, the attachment of O-CNTs to the reactive oligomer modified epoxy can be an efficient approach to toughen epoxy resins without compromising their tensile properties.     

苯乙烯改性酸酐固化环氧树脂性能的研究

将苯乙烯加入双酚A型环氧树脂—顺酐固化体系中 ,通过差热分析和固化度的测定确定了固化反应制度 ,讨论了苯乙烯添加量对环氧树脂性能的影响。结果表明 ,苯乙烯可显著改善环氧树脂性能 ,红外光谱分析显示 ,顺酐在与环氧树脂发生固化反应的同时 ,还与苯乙烯发生了交联反应。     

分子设计改性硅橡胶及增韧环氧树脂

利用高分子设计方法及控制反应工艺 ,制备出具有氨基封端的硅橡胶改性体 ,分析其红外光谱 ,证实其产物具有预想结构 ,即改性后的硅橡胶为氨基封端。用改性硅橡胶对环氧树脂进行增韧改性 ,通过对增韧体的冲击强度测试结果表明 ,在改性硅橡胶加入量为 0～ 15份的范围内 ,增韧体的冲击强度随着改性硅橡胶的加入量升高而明显增大 ,加入量超过 15份以后 ,增韧体的冲击强度增势缓慢 ,改性硅橡胶对环氧树脂具有良好的增韧效果。文中同时对增韧体断面形貌进行电镜扫描观测 ,提出了增韧结构模型并进行了相应的理论分析。     

原位聚合法制备环氧树脂/纳米SiO2灌封材料的性能研究

采用原位聚合法制备了环氧树脂/纳米SiO2灌封材料.用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、差热扫描量热法(DSC)等方法研究了材料的结构与性能.结果表明,环氧树脂/纳米SiO2灌封材料的冲击强度和弯曲强度随纳米SiO2含量而变化,当其含量为3%(质量分数)时二者出现最大值,与纯环氧树脂固化物相比冲击强度和弯曲强度分别提高了98%和112%.同时纳米SiO2的加入也使灌封材料的电性能和热性能得到改善,线膨胀系数明显降低,环氧树脂的粘度稍有增加.