多壁碳纳米管-有机蒙脱土协同增韧环氧树脂

采用机械搅拌和离心分散的方法制备了多壁碳纳米管-有机蒙脱土/环氧树脂复合材料。X射线衍射分析表明,当有机蒙脱土含量为2 wt%时, 蒙脱土在树脂体系中能够形成离散性结构。断裂韧性测试结果表明,多壁碳纳米管和有机蒙脱土的混杂对环氧树脂具有协同增韧的作用。当有机蒙脱土含量为2 wt%,多壁碳纳米管含量为0.1 wt%时,所得复合材料的断裂韧性是纯环氧树脂的1.77倍,是2 wt%有机蒙脱土/环氧树脂复合材料的1.45倍,是0.1 wt%多壁碳纳米管/环氧树脂复合材料的1.39倍。扫描电镜分析表明,多壁碳纳米管在环氧树脂体系中分散均匀,并与有机蒙脱土片层形成了一定程度的相互穿插和咬合,多壁碳纳米管与有机蒙脱土协同增韧的主要原因是微裂纹增韧、剪切屈服与纤维拔出。      

剥离型环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料研究

采用阳离子交换的方法对蒙脱土进行了有机化处理,使蒙脱土由亲水性变成亲油性,并且使其层间距由原来的1.2nm扩大到2.2nm.采用X-射线衍射仪研究了有机蒙脱土在环氧树脂中的剥离行为,制备了环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料并测试了其性能.实验结果表明,环氧树脂与有机蒙脱土的相容性好,蒙脱土在环氧树脂中完全剥离;环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的力学性能、热性能以及阻隔性能与纯环氧树脂固化物相比均有不同程度的提高和改善.     

环氧树脂/蒙脱土纳米复合改性的研究

采用熔融插层法制备了综合力学性能优异的环氧树脂／蒙脱土复合体系，其剪切强度高于EP／PA基体2倍以上，并具有良好的耐水及其它介质的性能，经TGA分析，环氧树脂／蒙部土复合材料的热稳定性能略有提高。     

环氧树脂与蒙脱土的插层复合研究

报导了一种新型的环氧树脂／蒙脱土插层复合材料。通过阳离子交换的方法将蒙脱土进行有机化处理,使蒙脱土的片层间距从原来的１．３１ｎｍ增加到２．０１ｎｍ。分别用熔融法、溶剂超声法制备了环氧树脂／蒙脱土的插层复合材料,并用ＳＲＤ方法及ＳＥＭ、ＴＥＭ对体系进行了表征。结果表明,环氧树脂／蒙脱土插层体系具有一定的触变性。７．５份蒙脱土插层改性的环氧树脂体系其屈服应力为６３Ｐａ,在高温固化时不会流淌。     

碳纳米管-蒙脱土/环氧树脂复合材料的流变与固化特性

采用机械搅拌和离心分散的方法制备了多壁碳纳米管-有机蒙脱土/环氧树脂纳米复合材料。用X射线衍射和扫描电镜对复合材料的微观结构进行了分析和表征,研究了多壁碳纳米管含量对混杂体系流变性和固化特性的影响。结果表明,当有机蒙脱土含量为2%(质量分数,下同)时,蒙脱土在树脂体系中能够形成离散性结构,且与多壁碳纳米管形成一定程度的相互穿插结构。随着多壁碳纳米管含量的增加,混杂复合材料体系的黏度迅速上升,固化放热逐步降低。     

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。     

OTAB有机化改性蒙脱土的研究

以十八烷基三甲基溴化铵(OTAB)作插层剂,采用阳离子交换法对蒙脱土进行有机改性.用单因素实验轮换法考察固液比、配料比、时间、温度及pH值等条件对改性效果的影响,确定最佳实验条件.同时借助XRD、热失重及红外光谱对有机土的结构和性能进行了表征.实验表明,在最佳实验条件下,OTAB分子插入到了蒙脱土片层间,使层间距从1.081nm增大到2.025nm.在与环氧树脂基体复合后,d001衍射峰消失,表明有机土被充分剥离,与环氧具有很好的相容性.     

高度剥离型环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的制备与性能

以丙酮为溶剂,采用超声波分散和高速搅拌混合相结合的方法制备了高度剥离型环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料。XRD与TEM测试结果表明,蒙脱土在环氧树脂中得到了高度剥离,大部分蒙脱土被剥离成独立片层,均匀分散于基体树脂中。对材料的力学性能、热机械性能研究表明,蒙脱土能显著提高材料的冲击强度、弹性模量,但降低了材料的拉伸强度与断裂伸长率。蒙脱土使材料的储存模量显著提高,储存模量在材料的橡胶态比在其玻璃态提高的更加明显。     

聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料

本文主要介绍近 2年来聚氨酯 /蒙脱土纳米复合材料的研究进展情况     

一种多功能有机蒙脱土-纳米TiO2/环氧树脂复合材料

将有机蒙脱土（O-MMT）和纳米TiO₂共同复合到环氧树脂中,成功地制备出了一种高性能多功能O-MMT-纳米TiO₂/环氧树脂复合材料。由XRD检测结果和TEM观察结果证实,由于利用了O-MMT、纳米TiO₂与环氧树脂间的相互作用,蒙脱土（MMT）层被高度剥离,所得的二维MMT纳米单片与零维纳米TiO₂颗粒交错分布于树脂基体中。力学性能测试、热分析和耐沾污性试验表明,O-MMT-纳米TiO₂/环氧树脂复合材料的多项性能都比纯环氧树脂有大幅提高。     

多壁碳纳米管-丙烯酸酯嵌段共聚物共改性环氧树脂三元复合材料性能

采用多壁碳纳米管(MWCNTs)和丙烯酸酯嵌段共聚物(ACRBC)协同改性制备了多壁碳纳米管-丙烯酸酯嵌段共聚物/环氧树脂(MWCNTs-ACRBC/EP)三元复合材料。通过FTIR、 XPS和SEM对强酸处理后的MWCNTs的性能进行表征,利用DSC法对MWCNTs-ACRBC/EP复合材料的固化反应参数进行表征,采用DMA对MWCNTs-ACRBC/EP复合材料的耐热性进行表征,采用电子力学试验机对MWCNTs-ACRBC/EP复合材料的力学性能进行测试。结果表明:强酸处理后在MWCNTs表面成功形成反应官能团。采用150℃×1 h+180℃×3 h作为MWCNTs-ACRBC/EP复合材料的固化工艺, MWCNTs-ACRBC/EP复合材料的玻璃化转变温度可达197.5℃,提高了13.3%, MWCNTs-ACRBC/EP复合材料的力学性能提高,抗弯强度为144 MPa,弯曲模量为3662 MPa,冲击强度为19.5 kJ/m^2。     

碳纳米管/环氧复合材料制备与性能研究

研究了碳纳米管管径、种类、含量以及偶联-三辊研磨-超声处理等工艺条件对碳纳米管/环氧树脂复合材料拉伸强度和电性能的影响。研究结果表明:三辊研磨-超声联用是均匀分散碳纳米管简单而有效的方法。较低的碳纳米管添加量(0.8%～4%)能大幅度提高环氧树脂的剪切强度和导电性能,添加量为3%时,复合材料的综合性能最优,即剪切强度提高了55.19%,表面/体积电阻率下降了8～10个数量级。     

CNTs的表面改性及其在环氧树脂复合材料中的应用

首先采用浓硫酸/浓硝酸对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行混酸氧化处理,再将氧化后的CNTs与DOPO改性后的硅烷偶联剂(DOPO-KH560)进行改性,制备了DOPO-KH560表面化学修饰的MWC-NTs。在此基础上,将改性前后的CNTs分散在环氧树脂体系中,制成样条,研究了处理前后样条力学性能的变化。材料表面结构的红外光谱(FT-IR)分析表明,CNTs混酸氧化成功,表面成功引入了羟基和羧基,而且DOPO-KH560成功接枝到酸化CNTs上。材料微结构的透射电子显微镜(TEM)观察表明,酸化后MWCNTs被截短,分散性变好,接枝DOPO-KH560后CNTs表面包覆了一层低聚物。对处理后的样条进行力学性能测试并用扫描电镜(SEM)分析观察断面形态的变化。结果表明,环氧树脂中加入CNTs,能有效地增加环氧树脂的韧性和强度,且加入原CNTs、氧化CNTs、改性后的CNTs时增强增韧效果逐渐增加,加入最终CNTs后环氧树脂的增强增韧效果最明显。     

环氧树脂增韧改性新技术

综述了环氧树脂的增韧改性研究,着重讨论了热塑性树脂、热致液晶聚合物和互穿网络结构等环氧树脂增韧改性新技术.     

碳纳米管浸润剂对碳纤维/环氧树脂界面性能的影响

制备了含碳纳米管(CNTs)的水溶液, 将该水溶液作为浸润剂浸渍碳纤维并进行烘干, 采用扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)研究了CNTs含量及浸润工艺对碳纤维表面CNTs分布的影响, 运用单丝断裂法分析了CNTs浸润剂处理对碳纤维/环氧树脂界面粘结性能的影响和作用机制。结果表明: CNTs可在T700和T300纤维表面黏附, 浸润剂中CNTs含量越高, CNTs在纤维表面含量越高; 对于CNTs含量较低的浸润剂, 采用增加浸润次数的方法, 能有效提高碳纤维表面CNTs的含量和碳纤维表面粗糙度; 经过CNTs浸润剂处理后, 碳纤维/树脂界面处的机械啮合作用增强, 界面粘结强度明显提高, 增幅最高达35.8%。     

微胶囊对微胶囊/环氧树脂复合材料增韧作用

使用脲醛(Urea-formaldehyde)树脂-环氧树脂微胶囊(E-51)和三聚氰胺-尿素-甲醛共缩聚树脂 (Melamine-urea-formaldehyde)-环氧树脂微胶囊(E-51)制备微胶囊/环氧树脂复合材料样品。对其力学性能进行了测试, 并对复合材料的断面形貌进行了观察, 研究了微胶囊对微胶囊/环氧树脂复合材料力学性能的影响。结果表明: 随着微胶囊用量的增加, 复合材料拉伸强度和弯曲强度有所降低; 微胶囊质量分数小于2%时, 复合材料断裂伸长率和断裂弯曲应变有所提高; 大于2%时复合材料断裂伸长率和断裂弯曲应变下降。微胶囊对环氧树脂有增韧效果, 微胶囊表面越粗糙, 粒径越小, 增韧效果越明显。在裂纹扩展区, 大部分微胶囊破裂, 裂纹终止区, 大部分微胶囊剥离。      

碳纤维毡/环氧树脂复合材料的力阻效应

以短切碳纤维毡和环氧树脂为原材料制成复合材料,考察了该材料在单向拉伸载荷下的力阻响应。实验结果表明,该材料具有正力阻效应(拉应变引起材料的电阻增大)。其中,单层碳纤维毡/环氧树脂复合材料的力阻灵敏度可达13.9,但在加载过程中其电阻表现出逐渐衰减趋势;多层碳纤维毡/环氧树脂复合材料的力阻性能更为稳定,但随着层数的增加灵敏度逐渐降低,5层复合材料的力阻灵敏度下降到5.7。多层复合材料的立体导电网络是其稳定性提升和灵敏度下降的主要原因。将碳纤维毡/环氧树脂多层复合材料敷设在梁结构表面形成智能表层,利用其力阻性能实现了梁结构在循环载荷下的变形监测以及在单调载荷作用下损伤监测。     

环氧树脂增韧改性的研究进展

介绍了环氧树脂韧性差、脆性大的缺点和环氧树脂增韧改性的主要途径,概述了近年来利用橡胶弹性体、热塑性树脂、液晶聚合物、无机纳米填料、有机硅、超支化聚合物、柔性固化剂以及互穿网络等方法来增韧环氧树脂的原理,分析了目前各种增韧改性技术存在的问题,指出了环氧树脂增韧技术的最新研究进展,并对将来的发展趋势进行了展望。     

T700碳纤维增强环氧树脂基复合材料自然老化性能与机制

为验证复合材料的耐久性,对T700碳纤维增强环氧树脂基复合材料经自然老化后的微观形貌、表面元素含量、热性能与力学性能等进行了研究。结果表明: 在光氧老化与热氧老化的共同作用下,T700碳纤维增强EP-A环氧树脂基（T700/EP-A）复合材料表层树脂将发生老化降解,并且随自然老化时间的延长,T700/EP-A复合材料的玻璃化转变温度逐渐降低,未老化试样的玻璃化转变温度为207℃,经过自然老化处理3年后,其玻璃化转变温度降低为180℃,延长自然老化时间至5年时,其玻璃化转变温度进一步降低至172℃。而自然老化过程对复合材料力学性能可能同时存在着增强效应与损伤效应,因此造成了T700/EP-A与T700/EP-B复合材料的不同力学性能表现出相异的变化趋势。随自然老化时间延长,T700/EP-A与T700/EP-B复合材料纵向拉伸强度表现出先升高后降低的趋势,纵向弯曲强度表现出逐渐升高的趋势,纵向压缩强度与层间剪切强度存在波动,未呈现出明显变化。