蒙脱土/二氧化钛/聚酰亚胺纳米杂化薄膜低温力学及热稳定性能研究

利用插层法和溶胶-凝胶法制备了不同含量的蒙脱土/ 二氧化钛/ 聚酰亚胺(MMT/ TiO₂ / PI) 纳米杂化薄膜。采用傅立叶红外光谱、紫外可见光谱、扫描电镜和热重分析等对该体系的分子结构、断口形貌和热性能进行了表征, 同时研究了聚酰亚胺杂化薄膜低温(77 K) 力学性能。结果表明, 纳米粒子与基体结合情况良好, 热分解温度Td有所上升。TiO₂ / PI 杂化薄膜低温拉伸强度随TiO₂ 质量分数增加而有所下降; 而MMT/ TiO₂ / PI 杂化薄膜拉伸强度随TiO₂质量分数增加而增加并在TiO₂质量分数为2 %时达到最大值, 说明TiO₂ 与MMT 超混杂产生了协同效应。另外, 弹性模量随无机颗粒含量的增加而提高, 但断裂伸长率则下降。      

聚酰亚胺/SiO_2杂化薄膜的研究进展

随着聚酰亚胺/二氧化硅(PI/SiO2)杂化薄膜的优异性能逐渐被人们所认识,近年来出现了众多关于SiO2改性聚酰亚胺的研究,但关于产业化的报道仍较少。本文综述了PI/SiO2杂化薄膜的合成工艺、制备方法、制备过程的影响因素和存在的问题,指出了杂化薄膜今后的发展趋势和努力方向。     

纳米SiO2-Al2O3/聚酰亚胺杂化薄膜的制备及表征

用溶胶-凝胶法制得二氧化硅(SiO2)及三氧化二铝(Al2O3)溶胶,将其掺入到聚酰胺酸基体中,得到SiO2-Al2O3/聚酰亚胺杂化薄膜,并对其结构性能进行了研究.结果表明,薄膜材料中SiO2和Al2O3粒子分散均匀,与有机相存在键合;材料热分解温度有所提高.     

聚酰亚胺/氧化硅-氧化铝杂化薄膜的制备

利用溶胶-凝胶法制备了一种新型的聚酰亚胺杂化材料,并采用红外光谱和扫描电镜表征了杂化材料的化学结构和微观相结构以及分析了薄膜的成分及其含量。     

SiO2/环氧树脂基纳米复合材料的室温和低温力学性能

利用溶胶-凝胶法制备了SiO₂/环氧树脂基复合材料,研究了材料的室温与低温(77 K)下的力学性能。结果表明,适量SiO₂的引入提高了室温与低温下材料的拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度,即SiO₂含量在2%时可同时起到增强、增韧作用。采用扫描电镜(SEM)和透射电镜 (TEM)分别对复合材料的断口形貌和高温焚烧后残留物纳米颗粒进行了观察。还利用动态力学分析(DMA)研究了二氧化硅的引入对复合材料的影响。      

溶胶-凝胶法制备聚酰亚胺/SiO2杂化薄膜及性能研究

以正硅酸四乙酯(TEOS)为硅源,4,4′-(六氟异丙烯)二酸酐(6FDA)为二酐单体,4,4′-二氨基二苯醚(ODA)为二胺单体,采用无水溶胶-凝胶法制备聚酰亚胺(PI)/二氧化硅(SiO_2)杂化薄膜(PI-SiO_2)。将3-氨基丙基三甲氧基硅烷(APS)通过化学键合连接到PI分子链上,使SiO_2颗粒在PI基体中均匀分散。研究了PI-SiO_2杂化薄膜的光学性能和热学性能。随着SiO_2含量的增加,PI-SiO_2杂化薄膜的黄色指数明显降低。在SiO_2添加量为40%(wt,质量分数)条件下,制得的PI-SiO_2的玻璃化转变温度最高为314.7℃,热膨胀系数(CTE)为27.65×10-6/℃,具有较好的热性能。     

溶胶-凝胶法制备无机纳米/聚酰亚胺杂化膜及其表征

采用溶胶-凝胶法制备了SiO2及A12O3溶胶,并将其掺入到聚酰胺酸基体中,得到无机纳米SiO2-Al2O3/聚酰亚胺杂化膜,并对其结构性能进行了研究.实验表明,薄膜材料中无机纳米SiO2和Al2O3粒子分散均匀,与有机相存在键合;材料热分解温度有所提高.     

聚酰亚胺/二氧化硅纳米复合材料的制备及渗透汽化性能

利用DSDA—DDBT高聚物作前驱体，在N-甲基吡咯烷酮(NMP)中和正硅酸乙酯(TEOS)进行溶胶-凝胶反应制备出新型聚酰亚胺／二氧化硅纳米复合材料膜，用IR、TGA及SEM等手段对材料膜进行研究。与聚酰亚胺相比，聚酰亚胺／二氧化硅纳米复合膜表现出更好的热力学稳定性。渗透汽化实验结果表明，DSDA—DDBT／SiO2纳米复合膜对苯／环己烷体系的通量Q1大于DSDA—DDBT膜。复合材料中二氧化硅表现出强的吸附性能。含5％(质量)SiO2的DSDA—DDBT／SiO2复合材料膜的通量Q1和分离因子口均大于SiO2含量为17％的DSDA—DDBT／SiO2复合材料膜。     

聚酰亚胺/多壁碳纳米管杂化薄膜力学性能研究

采用不同长径比的多壁碳纳米管通过原位聚合法制备一系列多壁碳纳米管改性的聚酰胺酸胶液,并经热亚胺化途径制备聚酰亚胺杂化薄膜。利用扫描电子显微镜(SEM)观察薄膜的断面形貌,采用红外光谱仪(FT-IR)分析酸化前后多壁碳纳米管表面官能团的变化,并采用电子万能试验机对薄膜的力学性能进行测试,分析了多壁碳纳米管的含量和长径比对杂化薄膜力学性能的影响。结果表明,小掺杂量下,长径比大的多壁碳纳米管更有利于增强PI杂化薄膜的拉伸强度;而长径比小的多壁碳纳米管使杂化薄膜拉伸强度提高的碳纳米管掺杂量范围更宽。     

聚醚砜改性对环氧树脂室温和超低温韧性及力学性能的影响

用聚醚砜对环氧树脂进行室温和超低温的增韧研究,测试了该环氧树脂体系在室温和超低温的断裂韧性、冲击强度、弯曲性能、拉伸性能和压缩性能。实验结果表明,在室温和液氮温度下,PES均能增加环氧树脂体系的断裂韧性(KIc),但在液氮温度下,KIc的增加程度小于室温。在室温下,PES改性树脂体系的冲击强度基本不变,而在液氮温度下则明显增大。在液氮温度下,增韧体系的弯曲、压缩和拉伸性能比室温有更显著的降低。在室温,增韧体系的强度降低10％～22％,而在液氮温度下则下降15％～32％。在室温,增韧体系的模量没有明显减小,而在液氮温度下则下降了15％～32％。     

SiO2-AlN复合材料的力学性能和显微结构

热压制备了SiO₂-AlN复合材料。第二相AlN的引入有助于SiO₂基复合材料力学性能的提高。1400℃下热压烧结的30 vol%AlN-SiO₂复合材料的抗弯强度和断裂韧性分别达200 MPa和2.96 MPa·m1/2。XRD分析说明直至1400℃ SiO₂与AlN未发生化学反应,化学相容性好。利用SEM和TEM分析了SiO₂-AlN复合材料的显微结构及其补强机制。      

二元Al-Li合金的低温力学性能

本文研究了纯 Al,Al-ILi 和 Al-2.5Li 合金力学性能与实验温度的关系。结果表明,这些合金在低温下有很显著的增强增韧现象,但屈服强度变化较小,加工硬化能力显著提高;时效温度与 Al-2.5Li 合金低温力学性能改善无关,低温断裂前比室温时需经历更大的形变。     

二硫化钼填充聚酰亚胺复合材料的摩擦学性能

利用MM-200型摩擦磨损试验机,对不同体积含量MoS2填充聚酰亚胺（PI）复合材料在干摩擦条件下与GCr15轴承钢对摩时的摩擦磨损性能进行了研究,并利用扫描电子显微镜对PI复合材料及其偶件的磨损表面进行了分析。研究发现,添加MoS2可有效降低PI复合材料的摩擦系数,且PI复合材料的摩擦系数随MoS2含量的增大而减小。除PI＋10％MoS2外,其它含量MoS2填充PI复合材料的耐磨性能均明显优于纯PI材料,但当MoS2的含量超过30％后,PI复合材料的磨损率基本不随MoS2含量变化。在较高的载荷条件下,MoS2填充PI复合材料均呈现出良好的减摩耐磨性能。     

燃烧合成TiC-Ni材料的室温及高温力学性能

研究了燃烧合成新工艺制备的TiC-Ni金属陶瓷材料的力学性能。结果表明:TiC-Ni金属陶瓷硬度值和抗弯强度在Ni含量为20 wt%时达到最高值,断裂韧性在Ni含量为30 wt%时达到最大值,TiC-Ni材料在室温下具有无宏观塑性变形的脆性断裂特征。随着温度的升高,TiC-Ni材料弯曲强度下降,温度超过1000℃开始发生塑性变形。其强度与传统方法生产的相近成分材料相比比较接近。      

层状Ti3SiC2陶瓷的组织结构及力学性能

利用热压烧结TiH₂,Si和C粉获得了致密度大于98%的层状Ti₃SiC₂陶瓷。利用压痕法,在不同的载荷下测定了材料的维氏硬度, 发现其硬度值随载荷的增加而降低,在最大载荷30kg时,硬度值为4GPa。压痕对角线没有发现径向裂纹的出现。 这归因于多重能量吸收机制——颗粒的层裂、裂纹的扩展、颗粒的变形等。利用三点弯曲法和单边切口梁法测定了材料的强度和韧性分别为270MPa和6.8MPa·m1/2。Ti₃SiC₂材料的断口表现出明显的层状性质,大颗粒易于发生层裂和穿晶断裂,小颗粒易被拔出。当裂纹沿平行于Ti₃SiC₂基面的方向扩展造成颗粒的层裂,当裂纹沿垂直于基面的方向扩展时,裂纹穿过颗粒的同时,在颗粒内部发生偏转,使裂纹的扩展路径增加。裂纹的扩展路径类似人们根据仿生结构设计的层状复合材料。裂纹在颗粒内的多次偏转、裂纹钉扎以及颗粒的层裂和拔出等是材料韧性提高的主要原因。此外,在室温下得到的荷载-位移曲线,说明Ti₃SiC₂材料不象其它陶瓷材料的脆性断裂,而是具有金属一样的塑性。     

LLDPE/纳米SiO2复合材料的动态力学性能研究

采用DMA对LLDPE／纳米SiO2复合材料的动态力学性能进行了研究。结果表明,未表面处理纳米SiO2的填充体系,随着纳米SiO2填充量的增加,口松弛转变峰向低温方向移动,贮能模量E′及损耗模量E″增加;纳米SiO2经硅烷偶联剂表面处理后,与未表面处理体系相比,体系的贮能模量E′在低温区略有降低,但在室温以上温区提高,且口松弛峰进一步向低温偏移;加入大分子相容剂后,体系的贮能模量E′在一50℃～110℃温区显著提高,口松弛峰较硅烷表面处理体系向低温偏移;含有不饱和键的硅烷偶联剂处理纳米Si0：复合体系的贮能模量E′和损耗模量E″均高于普通硅烷表面处理体系。界面作用的强弱对复合材料的动态力学性能有着重要的影响。     

填充聚丙烯的界面对流变和力学性能的影响

本工作利用RMS-605大型流变仪等仪器研究三种不同几何形状的填料包括碳酸钙粉末、玻璃微珠和云母填充聚丙烯体系,通过不同表面处理改变填料的表面性质,研究了不同界面状态对体系稳态与动态粘弹性质以及力学性能的影响.     

基体特性对D-Al2O3/Al 合金复合材料力学行为的影响

基体行为是短纤维增强金属基复合材料中一个重要的因素。本文将通过实验分析方法和在一定的理论分析模型上, 借助于弹塑性有限元分析方法, 对基体特性的变化对D-Al₂O₃/Al 合金复合材料力学行为的影响作较为详细的研究, 其中包括基体性能对应力传递、抗拉强度以及断裂机理的影响。研究表明, 基体性能的变化显著影响基体与纤维间的应力传递, 从而对复合材料的抗拉强度和断裂机理产生较大的影响。