二氧化钛及丁腈橡胶改性环氧树脂的性能研究

利用KH-550修饰的二氧化钛(TiO2)和端羧基丁腈橡胶,以甲基四氢苯酐为固化剂,2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚(DMP-30)为促进剂,对双酚F型环氧树脂进行改性,以改善环氧树脂固化物脆性大、韧性差的缺点。随后通过红外光谱对KH-550修饰的TiO2进行了表征,并利用电子万能试验机、冲击试验机、静态热机械检测仪(TMA)等设备对环氧树脂复合材料进行性能分析。结果表明,相比仅用端羧基丁腈橡胶改性来讲,TiO2及丁腈橡胶改性环氧树脂拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度得以提高,在TiO2添加量为1%时,其力学性能最好,分别达到78.42 MPa,15.03%和12.26 kJ/m2。并且TiO2及丁腈橡胶改性环氧树脂复合材料的玻璃化转变温度与仅用端羧基丁腈橡胶改性的环氧树脂相比,呈先降低后升高的趋势,其热膨胀系数也大幅降低。     

玄武岩纤维布增强环氧树脂复合材料研究

以玄武岩纤维平纹布 (BF) 加入到环氧树脂 (EP) 中,采用模压工艺制备BF／EP 复合材料,研究加入不同层数的玄武岩纤维布对复合材料力学性能和断裂韧性的影响。实验结果表明,BF/EP复合材料的弯曲强度、冲击强度和断裂韧性明显优于环氧树脂;与未加BF的环氧树脂相比,加入三层BF后复合材料的弯曲强度提高了2.76倍,缺口冲击强度提高了19.67倍,无缺口冲击强度提高了5.94倍,KIC提高了2.97倍。     

硅炭黑改性玄武岩纤维增强聚酰胺6复合材料性能

采用多巴胺(DOPA)溶液将硅炭黑(SiCB)分散在玄武岩纤维表面实现改性处理,提高玄武岩纤维(BF)与聚酰胺6(PA6)的界面结合性能.探究了不同SiCB含量对玄武岩纤维/聚酰胺6(BF/PA6)复合材料性能的影响.采用傅里叶红外光谱、差式扫描量热仪(DSC)和扫描电镜(SEM)对改性复合材料的微观形貌与结构进行表征...     

玄武岩纤维增强天然橡胶复合材料的制备与性能

以天然橡胶(NR)为基体,玄武岩纤维(BF)为增强体,制备了玄武岩纤维-天然橡胶(BF/NR)复合材料,研究分析了玄武岩纤维的长度及取向方向对BF/NR复合材料的硫化性能、基本物理性能、动态力学性能的影响。实验结果表明：在玄武岩纤维取向方向相同的情况下,BF/NR复合材料的综合性能随纤维长度的增加先增加后降低,当玄武岩纤维长度为6 mm时,BF/NR复合材料的性能最佳;在纤维长度相同的情况下,经轴向取向制得的BF/NR复合材料性能最佳,与无纤维的胶料相比,经轴向取向制得的6 mm BF/NR复合材料其拉伸强度提高了10.85%,撕裂强度提高了17.78%。通过扫描电镜(SEM)测试发现,玄武岩纤维与橡胶基体的界面结合性较好,并且在橡胶基体中的取向状态及分散情况较为良好,因而发挥了玄武岩纤维的增强作用。     

多巴胺仿生修饰及聚乙烯亚胺二次功能化表面改性超高分子量聚乙烯纤维

为提高超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维与环氧树脂之间的界面剪切强度,采用多巴胺仿生修饰及聚乙烯亚胺(PEI)二次功能化对UHMWPE纤维进行表面改性,并通过FTIR、XPS、SEM和单丝拔出实验等方法分析改性前后UHMWPE纤维的表面特征及UHMWPE/环氧树脂复合材料的界面剪切破坏情况.结果表明:经过多巴胺涂覆和PEI二次功能化后的纤维表面产生羟基和氨基等活性官能团;改性后的纤维表面粗糙度增加;改性前后纤维力学性能基本不变;改性后的UHMWPE纤维与环氧树脂之间的界面剪切强度有所增加,当PEI质量浓度为5 mg/m L时,PEI二次功能化后的UHMWPE纤维与环氧树脂之间的界面剪切强度为1.185 MPa,与未改性UHMWPE纤维复合材料相比,提高了65.27%.     

竹纤维碱化改性对竹纤维/聚丙烯复合材料性能的影响

用不同浓度的NaOH 溶液对竹纤维(bamboo fiber, BF) 进行表面改性处理, 一定温度烘干后, 通过熔融挤出 制备了竹纤维/聚丙烯(BF/PP) 竹塑复合材料。采用示差同步扫描热分析仪(TG-DSC)、红外光谱(FTIR)、X 射线衍 射仪(XRD) 和扫描电镜(SEM) 等对预处理前后BF 的结构进行表征, 并研究了复合材料的力学性能。结果表明: 改 性后BF 的热稳定性升高, 形成疏松的纤维束; 复合材料的力学性能显著提高。其中用3% 的NaOH 溶液改性BF 制 备的复合材料的力学性能最佳, 冲击强度较纯PP 可提高100%, 屈服强度提高14.8%。复合材料冲击断面SEM 显 示, 一定浓度的NaOH 溶液改性可以明显提高BF 与PP 基体树脂间的相容性。     

膜组件浇铸用室温固化环氧树脂胶粘剂的增韧研究

分别以双酚A型/双酚F型环氧树脂共混物、双酚F型环氧树脂为基料配制耐热型分离膜浇铸用胶粘剂,选择3种增韧剂分别对环氧树脂胶粘剂进行增韧改性.探讨了不同种类增韧剂及增韧剂添加量对胶粘荆冲击强度、玻璃化转变温度、弯曲模量等性能的影响.实验结果表明:3种增韧剂对胶粘荆均有较好的增韧作用,且不损失力学性能;但随体系中增韧荆含量的增加,胶粘剂的耐热性能有所降低.HG-2增韧剂对胶粘剂的增韧效果优良,同时胶粘剂的耐湿热性能较好.在90℃热水中的弯曲模量可达14.2 MPa.     

玄武岩纤维-木纤维复合碱式硫酸镁水泥性能的改性机理

以碱式硫酸镁水泥（BMSC）为基质,以生物基循环木纤维（RWF）为轻质填料,并掺入玄武岩纤维（BF）为增强改性材料,开发出一种轻质高强、高韧性的碱式硫酸镁复合材料。从RWF填料和不同体积占比、不同长度的BF纤维出发,讨论其对改性后BMSC复合材料的流动性、分散系数（纤维）、密度、抗压强度和抗折强度的影响;通过SEM、EDS、XRD微观表征分析对复合材料微观结构的形成进行研究。结果表明：RWF的加入虽然显著降低了BMSC的材料密度,但RWF与BF结合形成复合纤维体系能明显提升BMSC复合材料的力学性能,尤其是抗折强度,较未添加RWF和BF的原生BMSC材料提升比例最高达80%以上;通过微观表征分析发现,RWF在BMSC中拥有良好的界面黏结性能,RWF与BF的共同存在使BMSC材料形成镁水泥基质-循环木纤维-玄武岩纤维体系,提升了复合材料的强度;采用基于图像识别技术的半定量化方法对碱式硫酸镁水泥5·1·7相晶体的发展程度进行辅助量化分析,为材料制备过程中BMSC产品性能的控制提供可能。     

氧化石墨烯/环氧改性酚醛树脂的制备及性能

针对酚醛树脂(PF)性能的缺陷,用硅烷偶联剂KH550对氧化石墨烯(GO)改性得到功能化GO,并制备了功能化GO改性酚醛树脂、环氧树脂(EP)改性酚醛树脂、功能化GO/EP双改性酚醛树脂,研究改性对酚醛树脂性能的影响。结果表明,双改性酚醛树脂(GO加入量为0.32%时)的冲击强度和弯曲强度随环氧树脂加入量的增大呈现先增大后减小的趋势,冲击强度和弯曲强度的最大值较未改性的酚醛树脂分别提高了89.4%和100%,双改性酚醛树脂的耐热性能也有显著的提高。     

聚吡咯层对聚酯/环氧树脂界面粘结性能的影响

采用吡咯化学沉积聚合方法对聚酯(PET)纤维进行表面改性,研究聚合工艺条件对纤维与环氧树脂界面剪切强度的影响.分别用SEM、共聚焦显微镜、DMA及单纤维拔出实验等测试手段对改性前后纤维的表面形貌、粗糙度、聚吡咯(PPy)与基体纤维大分子作用力及复合材料的界面剪切强度(IFSS)进行研究.结果表明:吡咯化学沉积聚合改性是一种有效提高纤维与树脂界面粘结性能的方法.此外,可进一步通过聚合改性工艺条件控制聚吡咯层的形貌及聚吡咯与基体纤维大分子的作用力,从而调控纤维与树脂界面剪切强度,吡咯气相化学沉积后再液相沉积,增强复合材料界面剪切强度比原纤维的提高了127.98%.     

M－40／酚醛环氧复合材料界面改性的研究

应用阳极氧化法对Ｍ—４０高模量碳纤维进行表面改性，在酚醛环氧树脂中加入ＱＹ８９１１—Ⅰ型双马来酰亚胺树脂进行基体改性。测定了几种不同体系的Ｍ—４０／酚醛环氧复合材料在室温和高温（１６０℃）的层间剪切强度和抗冲击强度，并用ＳＥＭ观察分析了剪切和冲击断口形貌。结果表明，纤维和基体同时改性的复合材料不仅具有较高的界面强度，而且具有较好的冲击韧性。     

编织角对玄武岩复合材料管力学性能的影响

以玄武岩纤维/环氧树脂复合材料(BFRP)为研究对象,分别对编织角度为30°,45°和60°的玄武岩复合材料圆形管件进行低速横向冲击试验.通过实验曲线图、试样破坏情况,结合有限元仿真,分析编织角度对玄武岩复合材料管件力学性能的影响.结果表明:在相同的冲击载荷下,编织角度小的复合材料管具有更高的峰值载荷;当编织角为30°...     

连续玄武岩纤维改性方法的研究进展

连续玄武岩纤维(CBF纤维)具有良好的力学性能、热学性能,同时因价格便宜、环保无污染而被广泛应用,但纤维表面光滑、粘结性差、表面呈现化学惰性,不利于与其他材料的复合应用。主要介绍了连续玄武岩纤维的五种改性方法:等离子体改性法、偶联剂改性法、表面涂层法、酸碱刻蚀法,以及在纤维生产中对浸润剂的改性以达到改性连续玄武岩纤维的方法。     

硅烷偶联剂处理对玄武岩单丝拉伸性能的影响

用硅烷偶联剂KH-550对不同品种的玄武岩纤维进行表面改性处理,采用单丝拉伸试验,结合扫描电镜和SPSS统计分析的方法,研究了硅烷偶联剂处理对玄武岩单丝拉伸性能的影响.结果表明:表面处理前后,玄武岩纤维品种2和3的拉伸强度和断裂伸长率均没有显著变化;玄武岩纤维品种1的拉伸强度和断裂伸长率明显增大,其拉伸强度提高32.8%,断裂伸长率增大31.79%.这证明用硅烷偶联剂KH-550对玄武岩纤维进行表面改性处理,可以达到表面处理的目的且不损伤玄武岩单丝的拉伸性能,一定程度上可以弥补玄武岩纤维生产工艺的不足.     

M—40／酚醛环氧复合材料界面改性的研究

应用阳极氧化法对Ｍ－４０高模量碳纤维进行表面改性，在酚醛环氧树脂中加入ＱＹ８９１－Ｉ型双马来酰亚胺树脂进行基体改性。测定了几种不同体系的Ｍ－４０／酚醛环氧 合材料在室温和高温的层间剪切强度和抗冲击强度，并用ＳＥＭ观察分析了剪切和冲击断口形貌。结果表明，纤维和基体同时改性的复合材料不仅具有较高的界面强度，而且具有较好的冲击韧性。     

玻纤表面毡改善层合复合材料层间断裂韧性

采用玻纤表面毡作为增韧剂,添加到复合材料层间构建结构化增韧层,对VARTM成型的玄武岩织物增强环氧树脂复合材料进行层间增韧改性,并对增韧前后复合材料的Ⅰ型、Ⅱ型层间断裂韧性及冲击后剩余压缩强度进行了测试.结果表明:经玻璃纤维表面毡增韧后,层合复合材料的断裂韧性G_ⅠC从27.6 J/m~2增加到48 J/m~2,G_ⅡC从87.2 J/m~2增加到122.5 J/m~2,Ⅰ型、Ⅱ型层间断裂韧性分别提高了73.9%和40%,材料的冲击后压缩强度CAI值从103.75 MPa增加到129.22 MPa,提高了24.5%.SEM图像表明:低黏度树脂对玻纤表面毡具有较好的浸透作用,无规排列的玻纤在层间与环氧树脂形成了非反应诱导相分离的双连续相结构,获得了显著的增韧效果.     

多壁碳纳米管和聚醚砜改性双马来酰亚胺复合材料的力学性能与介电性能

以4,4’-二氨基二苯甲烷双马来酰亚胺(MBMI)为反应前驱体,3,3’-二烯丙基双酚A(BBA)和双酚A双烯丙基醚(BBE)为活性稀释剂,制备MBMI-BBA-BBE(MBAE)聚合物基体。采用聚醚砜(PES)和酸化修饰的多壁碳纳米管(MWCNTs)为改性剂,通过原位聚合法制备MWCNTs/PES-MBAE复合材料。研究复合材料的力学性能和介电性能。MWCNTs/PES-MBAE复合材料的力学性能采用冲击强度和弯曲强度进行表征,结果表明:冲击强度和弯曲强度均随着MWCNTs含量的升高呈现先增大后减小的趋势,且在质量分数为0. 02%时达到最高,分别提升了74%和53%。复合材料介电常数随MWCNTs含量的升高而降低,在低频区变化不大,当频率大于104Hz时下降幅度增大;介电损耗略有升高,在频率小于104Hz仍为千分位,可作为常规绝缘材料使用。     

水环境下掺铝硅质基体-树脂粘结界面性能演变的分子动力学模拟与验证

以硅铝相为主的玄武岩纤维复合材料筋常被应用于潮湿腐蚀等恶劣环境中,水分子会导致环氧树脂与玄武岩纤维的粘结性能下降,直接影响玄武岩纤维复合材料筋的力学与耐久性能。采用部分铝原子取代硅原子构建了掺铝二氧化硅的玄武岩纤维表面基底模型,基于分子动力学模拟水浸泡环境下环氧树脂与掺铝二氧化硅基体两相间的粘结性能演变。模拟结果表明：掺铝二氧化硅与环氧树脂粘结力弱于纯二氧化硅;环氧树脂与纤维基底两相间主要通过环氧树脂氧原子（Oe）-纤维基底氢原子（Hs）-纤维基底氧原子（Os）氢键作用方式粘结;水分子存在会占据两相粘结的氢键作用原子对中的反应位点,降低两相间粘结力;水浸泡28 d后玄武岩纤维束与环氧树脂界面粘结力降低了47.53%,验证了分子模型的可行性。     

不同缝接方式对角联锁织物复合材料弯曲性能影响的探讨

用SGA598型半自动织样机以玄武岩纤维为原料织造三维角联锁织物,并用电动缝纫机进行不同方式缝接。采用真空辅助树脂转移模塑成型(VARTM)加工工艺制成复合材料,对成型的复合材料进行弯曲性能测试,分析比较不同缝接方式对复合材料弯曲性能的影响。结果表明:横缝、竖缝、无缝织物复合材料的抗弯曲性能呈现依次递增趋势。     

阻燃化改性海泡石纤维/LDPE复合材料的制备与性能

采用带有高活性端基的无卤膨胀型阻燃剂（PSPHD）对海泡石纤维（SEP）进行接枝改性,制备了阻燃化海泡石纤维（PSPHD-SEP）;通过熔融共混制备了低密度聚乙烯（LDPE）/海泡石纤维阻燃复合材料;通过拉伸试验和冲击试验对LDPE/SEP,LDPE/PSPHD-SEP复合材料进行了力学性能分析;通过氧指数（LOI）以及垂直燃烧（UL-94）对复合材料的阻燃性能进行了研究;利用扫描电镜（SEM）、漫反射-傅里叶变换红外光谱仪（DR-FTIR）对燃烧后的炭层结构和组成进行了表征和分析。结果表明：两组复合材料的拉伸强度和冲击强度随海泡石量的增加呈现先增大后减小的趋势,且在相同添加量条件下,LDPE/PSPHD-SEP体系的拉伸强度和冲击强度更高。阻燃化改性海泡石纤维（PSPHD-SEP）提高了复合材料的阻燃性能,在与聚磷酸铵（APP）、季戊四醇（PER）的复配体系中,当阻燃化改性海泡石纤维添加量达到5%时,复合材料的氧指数达到26.8,垂直燃烧测试达到V-0级。PSPHD促进了炭层与海泡石纤维的交联,形成更加致密的炭层,大幅提高了复合材料燃烧后的残炭量。