改性钛酸钡/聚间苯二甲酰间苯二胺复合薄膜的制备与介电性能

通过在钛酸钡纳米颗粒表面羟基化处理后用十八烷基异氰酸酯进行化学接枝改性,然后将改性后的钛酸钡纳米粒子加入到聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)浆液中,采用刮涂法制得耐高温的高性能PMIA介电复合薄膜。通过红外研究了复合粒子表面官能团变化;通过热重研究复合薄膜和复合粒子的热稳定性;利用X射线光电子能谱分析材料的元素成分和相关的化学键种类,表明十八烷基异氰酸酯成功地接枝到纳米钛酸钡表面;通过扫描电镜研究了复合薄膜的断面形貌,表明经过改性后的纳米钛酸钡改善了其与PMIA基体的相容性;通过宽频介电阻抗谱仪研究不同条件下复合薄膜的介电性能变化。结果表明,当改性钛酸钡纳米粒子质量分数为15%时,复合薄膜的介电常数是纯PMIA膜的5.4倍,同时保持了较低的介电损耗;同时,当温度到达120℃时,复合薄膜依然保持了良好的介电性能,能满足高温环境的应用要求。     

石墨烯改性聚氨酯超疏水泡沫的制备与表征

报道了一种将石墨烯共价接枝到聚氨酯泡沫表面制备超疏水泡沫的方法。制备过程包括4个主要环节:(1)利用优化的Hummers法制备氧化石墨烯;(2)通过十二烷二胺对氧化石墨烯进行改性在石墨烯表面引入伯胺基团;(3)制备含有腈基的聚氨酯泡沫;(4)通过伯胺与腈基反应将石墨烯化学接枝到聚氨酯泡沫表面制备超疏水泡沫。采用傅里叶变换红外光谱、原子力显微镜、热重分析对接枝产物进行表征,证明了带有伯胺的石墨烯已成功接枝到聚氨酯泡沫上。利用接触角、油水混合物对制备的超疏水泡沫进行测试。结果表明,此方法制备的超疏水聚氨酯泡沫具有优良的疏水性,聚氨酯泡沫与水的接触角由未改性的121.4°增大到166.2°,同时发现此方法制备的聚氨酯泡沫的超疏水性具有很好的稳定性。     

功能性石墨烯改善聚合物介电性能的研究进展

目的对近年来使用改性石墨烯改善聚合物基复合材料介电性能的研究进行总结,指出今后的发展方向。方法总结通过石墨烯改性来改善其在聚合物的分散性和提高聚合物基石墨烯复合材料介电性能的方法;对比石墨烯/聚合物复合材料的复合工艺对其介电常数和介电损耗数值的变化,总结不同的改性方法对复合材料介电性能的影响。结论石墨烯作为一种性能较优的导电填料对材料介电性能影响巨大,然而,由于其物理分散性不好,极大地阻碍了石墨烯改性聚合物基高介电复合材料的发展。通过对石墨烯进行功能化改性修饰可以有效提高聚合物基复合材料的介电性能,这种材料可作为电活性聚合物,在很多需要高介电常数的电介质材料领域,如超级电容器、感应器、驱动器、智能包装和机器人等方面得到应用。     

端羟基超支化聚(胺-酯)非共价改性氧化石墨烯

采用改进的Hummer方法制备了氧化石墨烯(GO),并利用端羟基超支化聚(胺-酯)对其非共价功能化。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(Raman)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和热重分析(TG)及紫外可见分光光度等方法对氧化石墨烯表面改性的性能进行了分析。FT-IR,Raman,XRD和TG分析结果表明,超支化聚(胺-酯)分子成功改性了氧化石墨烯;XRD分析表明,随着超支化聚(胺-酯)含量的增加,石墨烯片层层间距增大,这说明超支化分子能够渗透插入到氧化石墨烯片层之间;Raman分析表明,吸附在氧化石墨烯表面的超支化聚(胺-酯)提高了氧化石墨烯表面的无序化程度和石墨烯结构的不完善程度。SEM形貌分析表明超支化聚(胺-酯)大分子覆盖在氧化石墨烯的表面上,且通过对改性前后氧化石墨烯在乙醇和正己烷中透光率的对比,表明改性后的氧化石墨烯分散性能得到了明显提高。     

TPU/GO-ODA复合材料的结构与导电性能

目的以十八烷基胺(ODA)修饰的氧化石墨烯(GO-ODA)和热塑性聚氨酯(TPU)为主要材料,制备具有良好导电性能的复合材料。方法采用溶液浇注法与热压工艺制备热塑性聚氨酯/功能化石墨烯(TPU/GO-ODA)复合材料,考察GO-ODA的结构和导电性能,分析GO-ODA对TPU/GO-ODA复合材料的导电性能、拉伸-电阻敏感性的影响。结果 GO-ODA的导电性能明显优于GO;所制备的TPU/GO-ODA复合材料具有良好的导电性能,且它的拉伸-电阻敏感行为可重复性良好。结论 TPU/GO-ODA具有良好的导电性能、应变响应能力和可重复性。     

钛酸钡-氮化硼/聚间苯二甲酰间苯二胺复合电介质的制备与导热性能

选用聚多巴胺(PDA)和十八烷基异氰酸酯分别改性钛酸钡纳米线(BTW)和氮化硼纳米片(BNNSs)来构筑D@BTW-fBNNSs高介电导热填料.研究了D@BTW-fBNNSs高介电导热填料对芳香族聚酰胺(PMIA)基复合电介质介电性能、击穿强度和导热性能的影响.结果表明:随着复合电介质中D@BTW-fBNNSs含量的增...     

氧化石墨烯改性玄武岩纤维及其增强环氧树脂复合材料性能

为了改善玄武岩纤维/环氧树脂复合材料的界面性能,通过偶联剂对氧化石墨烯进行改性,并将改性后的氧化石墨烯引入到上浆剂中对玄武岩纤维进行表面涂覆改性,同时制备了氧化石墨烯-玄武岩纤维/环氧树脂复合材料.采用FTIR表征了氧化石墨烯的改性效果;运用SEM分析了改性上浆剂处理对玄武岩纤维表面及复合材料断口形貌的影响和作用机制.结果表明:偶联剂成功接枝到氧化石墨烯表面;玄武岩纤维经氧化石墨烯改性的上浆剂处理后,表面粗糙度及活性官能团含量增加,氧化石墨烯-玄武岩纤维/环氧树脂界面处的机械齿合作用及化学键合作用增强,界面黏结强度得到改善,玄武岩纤维的断裂强力提高了30.8%,氧化石墨烯-玄武岩纤维/环氧树脂复合材料的层间剪切强度提高了10.6%.     

石墨烯/环氧树脂复合材料的介电性能研究

通过Staudenmaier法制备了完全氧化的氧化石墨(GO),并通过高温热膨胀制备了单层石墨烯(graphene)。用FT-IR和TG对GO的氧化程度、含氧官能团进行了表征,用SEM和TEM对天然石墨(NG)、GO和graphene的微观结构进行了分析。利用超声共混法制备了graphene/环氧树脂介电纳米复合材料,介电性能的测试表明,graphene的加入使环氧树脂介电常数大幅提高,当graphene添加量为0.25%(质量分数)时,材料介电常数达到25,是纯环氧树脂的4倍,介电损耗0.11。这为石墨烯在介电储能方面的应用和低成本介电复合材料的制备提供了新思路。     

石墨烯/热塑性聚氨酯导电复合材料的制备及压阻特性研究

采用硅烷偶联剂KH550对石墨烯进行接枝改性,采用溶液共混法制备改性石墨烯/热塑性聚氨酯(TPU)导电复合材料,并对复合材料的微观结构、电学性能及压阻特性进行测量和分析。研究表明:硅烷偶联剂KH550成功接枝至石墨烯的表面,分散性较好,复合材料的渗流阈值在石墨烯添加量为5%(wt,质量分数)附近,在石墨烯添加量为7%(wt,质量分数),压力为1.0MPa条件下,石墨烯/热塑性聚氨酯复合材料的均一化电阻为1.55,循环5次后的电阻为390Ω,具有较好的压阻重复性。     

氧化石墨烯核-壳杂化粒子/硅橡胶介电弹性体复合材料的制备与性能

采用阳离子聚电解质聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)改性SiO₂, 再通过静电自组装制备了SiO₂-PDDA-氧化石墨烯(GO)核-壳杂化粒子。采用溶液共混法将SiO₂-PDDA-GO引入到高温硫化硅橡胶(SR)中, 制备了SiO₂-PDDA-GO/SR介电弹性体复合材料。结果表明:该方法能实现GO在SiO₂表面大面积的包覆, 解决了GO容易自聚集的问题, 且PDDA具有还原GO的作用, 无需再对GO核-壳杂化粒子/SR复合材料进行原位热还原, 简化了实验方案, 节能环保。SiO₂-PDDA-GO填充量为60wt% 时, 在100 Hz频率下, SiO₂-PDDA-GO/SR介电弹性体复合材料的介电常数为21.53, 是SR的11.6倍, 介电损耗保持较低值, 同时, 复合材料的模量保持在较低水平。在电场强度为2.48 kV/mm时, 60wt%的SiO₂-PDDA-GO/SR介电弹性体复合材料横向电致形变在同一电场强度下与SR相比增加了15倍。      

具有键合功能热塑性聚氨酯的表面性能

通过反相气相色谱法(IGC),采用非极性和极性探针分子研究了新型热塑性聚氨酯弹性体(DTPU)的色散表面自由能和表面Lewis酸碱性质,并与传统的推进剂用热塑性聚氨酯粘合剂(BTPU)做了对比。结果表明,DTPU与BTPU的色散表面自由能较为接近,并且随着温度的升高而线性降低;DTPU的酸常数Ka和碱常数Kb分别为0.09和0.48,而BTPU的酸常数Ka和碱常数Kb分别为0.06和0.37,DTPU的酸性和表面总的酸碱作用能力较大,与推进剂中高能固体填料具有更好的相互作用。     

动态注射成型聚丙烯制品的热氧老化性能EI

利用电磁动态注射机注射成型聚丙烯试样制品,并用热老化试验箱人工加速其试样的老化降解。对比分析了稳态注射和动态注射成型的聚丙烯试样制品热氧老化期间力学性能的变化规律,用红外光谱(FT-IR)分析了聚丙烯试样制品老化前后羰基含量的变化情况。研究结果表明,采用动态注射成型技术,不但可以提高聚丙烯制品的力学性能,而且还能有效提高制品的抗热氧老化性能。制品在热氧老化过程中,其力学性能保持率高于稳态注射成型的聚丙烯制品。采用振频为8 Hz、振幅为0.10 mm的动态注射成型的聚丙烯试样制品的抗热氧老化性能最好。     

可将机械能转变成电能的介电弹性体研究进展

弹性体材料具有轻质,易加工,价格低廉的优点,广泛用于生产生活各个领域.本文简要介绍了介电弹性体材料发电的基本原理,相比传统利用电磁感应原理的发电机的优势.重点介绍了几种目前研究比较广泛的介电弹性体材料:丙烯酸酯类、硅橡胶、聚氨酯和天然橡胶等,并分析了介电弹性体材料的介电常数、击穿电压和断裂伸长率等因素对发电量和发电效率的影响,及它们作为介电弹性体发电材料的优势和不足.此外,提出了作为介电弹性体发电机所需材料在未来应该重点开展的工作方向.     

The influence of cobalt oxide–graphene hybrids on thermal degradation,fire hazards and mechanical properties of thermoplastic polyurethane composites

In this work, cobalt oxide nanoparticles decorated on graphene nanosheets was firstly synthesized by a facile hydrothermal method. The structure and morphology of the synthesized hybrids were characterized by X-ray diffraction, Raman spectrum and Transmission electron microscopy measurements. Subsequently, the hybrids were introduced into thermoplastic polyurethane matrix for acting as reinforcements. The hybrids were well dispersed in thermoplastic polyurethane and no obvious aggregation of graphene nanosheets was observed. The obtained nanocomposites exhibited significant improvements in thermal stability, flame retardancy, mechanical properties and reduced the fire toxicity effectively, compared with those of neat polyurethane. The obvious improvements of these properties were mainly attributed to the ‘‘tortuous path’’ effect of graphene nanosheets, catalytic char formation function of cobalt oxide–graphene hybrids and the synergism between the catalysis effect of cobalt oxide nanoparticles and the adsorption effect of graphene nanosheets.     

改性废旧胶粉的表征及在热塑性弹性体中的应用

废旧胶粉(WRP)的表面改性是胶粉成功应用于热塑性弹性体的关键因素。文中对废旧胶粉的改性方法作了简要介绍,重点综述了改性胶粉表面性能的表征。改性废旧胶粉的表面性质包含交联度、表面润湿性、表面化学结构及形貌等,可以通过溶胀度、接触角、红外光谱、能谱及扫描电子显微等方法来表征。展望了胶粉在热塑性弹性体中的应用前景。     

A Liquid‐Metal–Elastomer Nanocomposite for Stretchable Dielectric Materials

Stretchable high‐dielectric‐constant materials are crucial for electronic applications in emerging domains such as wearable computing and soft robotics. While previous efforts have shown promising materials architectures in the form of dielectric nano‐/microinclusions embedded in stretchable matrices, the limited mechanical compliance of these materials significantly limits their practical application as soft energy‐harvesting/storage transducers and actuators. Here, a class of liquid metal (LM)–elastomer nanocomposites is presented with elastic and dielectric properties that make them uniquely suited for applications in soft‐matter engineering. In particular, the role of droplet size is examined and it is found that embedding an elastomer with a polydisperse distribution of nanoscale LM inclusions can enhance its electrical permittivity without significantly degrading its elastic compliance, stretchability, or dielectric breakdown strength. In contrast, elastomers embedded with microscale droplets exhibit similar improvements in permittivity but a dramatic reduction in breakdown strength. The unique enabling properties and practicality of LM–elastomer nanocomposites for use in soft machines and electronics is demonstrated through enhancements in performance of a dielectric elastomer actuator and energy‐harvesting transducer.     

介电型石墨烯吸波复合材料研究进展EI北大核心CSCD

石墨烯因其独特的介电特性、高比表面积、低密度等性质,被认为是新一代吸波材料的有力候选。然而,单一组分的石墨烯吸波性能不佳,因此近年来石墨烯基吸波复合材料成为研究热点。本文介绍石墨烯及其复合材料的吸波机理与特性,指出介电型石墨烯作为极具发展潜力的吸波复合材料具有轻质、高强、宽频、薄层的特点。从石墨烯基体与掺杂体两方面综述了介电型石墨烯吸波复合材料的研究进展。最后指出,开发损耗能力强的新型介电掺杂体、构筑多组分吸波复合材料体系、建立通用的设计方法以及探索大批量的制备方法是未来的研究方向。