氨基硅烷改性双马来酰亚胺树脂的研究

以对氨基苯酚和二甲基二氯硅烷为原料,在四氢呋喃(THF)/甲苯混合溶剂中,采用一步法合成了二(p-氨基苯氧基)二甲基硅烷(p-APDS);然后以p-APDS和环氧树脂(EP)作为4,4′-双马来酰亚胺基二苯甲烷(BDM)的改性剂,对改性BDM的力学性能和热性能进行了分析。研究结果表明:p-APDS改性BDM的玻璃化转变温度(Tg)可达到226℃,比DDS(二氨基二苯基砜)改性BDM提高了20℃,说明前者的耐热性更好;p-APDS改性BDM浇铸体的韧性也得到了提高,其冲击强度为38.52 kJ/m2、弯曲强度为120.54 MPa。     

双酚A型苯并二噁嗪树脂粘接性能研究

以环氧树脂(EP)、双马来酰亚胺(BDM)作为纯双酚A型苯并二噁嗪(BA-a)树脂的改性共聚单体,研究了不同改性BA-a体系的粘接性能和热稳定性能。结果表明:纯BA-a树脂与钢材之间的拉伸剪切强度为15.34 MPa,说明纯BA-a树脂具有作为胶粘剂的潜力;当m(BA-a)∶m(EP)∶m(BDM)=100∶60∶0或100∶27∶27时,改性BA-a体系的拉伸剪切强度为24.81 MPa或21.36 MPa,160℃时凝胶时间为150 min或20 min;改性BA-a体系的热稳定性能依次为BA-a/甲基四氢苯酐体系>BA-a/EP体系>BA-a/BDM体系>纯BA-a体系。     

耐原子氧刻蚀有机硅改性环氧树脂的开发

通过端环氧苯基硅氧烷与双酚A型环氧树脂的共聚反应制得有机硅改性环氧树脂。研究了苯基硅氧烷用量对有机硅改性环氧树脂性能的影响。结果表明,有机硅改性环氧树脂固化物的冲击强度和耐原子氧剥蚀性能有明显提高;当改性剂苯基硅氧烷质量分数为30%时,有机硅改性环氧树脂的冲击强度由6.7k J/m~2提高到33.4 k J/m~2,原子氧辐照后质量损失降低为纯环氧树脂的20%。     

环氧树脂/有机蒙脱土复合材料的制备与力学性能研究

利用插层聚合法制备了环氧树脂/有机蒙脱土(EP/OMMT)复合材料.采用XRD对复合材料进行了表征,并研究了复合材料力学性能.实验表明:环氧树脂/有机蒙脱土形成了剥离型的纳米复合材料结构;环氧树脂中加入适量的有机蒙脱土,可以提高环氧树脂的拉伸强度和冲击强度.当经过改性的OMMT质量分数为5%时,EP/钛酸酯偶联剂(Coupler)-OMMT复合材料的拉伸强度达到51.21 MPa,提高了40.26%;当OMMT质量分数为3%时,EP/Coupler-OMMT复合材料冲击强度达25.31 kJ/m2,提高了34.56%.     

端环氧苯基三(二甲基硅氧烷基)硅氧烷改性环氧树脂的性能研究

采用端环氧苯基三(二甲基硅氧烷基)硅氧烷对环氧树脂进行改性,制备了一系列有机硅改性环氧树脂,研究了端环氧苯基三(二甲基硅氧烷基)硅氧烷对环氧树脂力学性能、热学性能及原子氧剥蚀性能的影响。结果表明,改性树脂的综合性能随着端环氧苯基三(二甲基硅氧烷基)硅氧烷含量的增加而增强。当有机硅质量分数为30%时,有机硅改性环氧树脂的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度与纯环氧树脂相比分别由48.2 MPa、100 MPa、12.7 k J/m~2提高至57.2 MPa、126 MPa、18.5 k J/m~2;质量损失率10%时的热失重温度提高了64℃;经过36 h的原子氧辐照后,质量损失率仅为纯环氧树脂的6.4%。     

环氧树脂/空心玻璃微珠泡沫材料性能研究

以高强度环氧树脂为基体,表面改性处理的空心玻璃微珠(HGB)为填料,经高温固化制备了环氧树脂/HGB泡沫材料,并研究了HGB类型、HGB含量和固化剂用量对泡沫材料压缩性能的影响。研究发现,随着HGB填充量的增大,泡沫材料的密度和压缩强度均下降。当固化剂与环氧树脂物质的量比为0.85时,泡沫材料的抗压性能最好,压缩强度为40.19 MPa。偶联剂改性HGB可以有效改善HGB和基体树脂的粘合效果。当改性HGB质量分数为80%时,与未改性环氧树脂相比,环氧树脂/改性HGB泡沫材料压缩强度提高了5.0%,吸水率下降40.6%。     

等离子体改性MWCNTs对环氧树脂力学性能的影响

以等离子体表面处理方式对多壁碳纳米管(简称碳纳米管)进行表面改性,采用红外光谱仪对原始碳纳米管和等离子体处理后的碳纳米管进行了表征,利用透射电镜观察了等离子体处理前后碳纳米管的形貌。以原始的碳纳米管和经过等离子体改性处理后的碳纳米管作为填料,制备了碳纳米管/环氧树脂复合材料,研究了等离子体处理前后碳纳米管的加入对环氧树脂的力学性能的影响。结果表明:添加碳纳米管后提高了环氧树脂复合材料的力学性能。原始碳纳米管质量分数达0.75%时,复合材料的拉伸强度、冲击强度分别较纯环氧树脂提高15.1%,4.8%。等离子体处理后的碳纳米管质量分数达1.00%时,复合材料的拉伸强度、冲击强度分别较纯环氧树脂提高77.0%,71.5%。并利用场发射电镜观察了碳纳米管在环氧树脂基体中的分散情况。     

DGE-BHBTMBP/E-51/DDS固化物的研究

以4,4′-二氨基二苯基砜(DDS)为固化剂,用新型联苯芳酯型液晶环氧树脂[4,4′-双(4-羟基苯甲氧基)-3,3′,5,5′-四甲基联苯二缩水甘油醚](DGE-BHBTMBP)改性普通双酚A型环氧树脂(E-51),通过动态热机械性能分析、热重分析及扫描电子显微镜测试了DGE-BHBTMBP含量对DGE-BHBTMBP/E-51/DDS固化物的热性能和力学性能的影响。结果表明,加入DGE-BHBTMBP的E-51/DDS固化物的玻璃化转变温度(Tg)和初始分解温度都有所提高。加入质量分数为20%的DGE-BHBTMBP可使固化物的Tg和初始分解温度分别提高44℃和21.86℃。当其质量分数为4%时,固化物的力学性能明显提高,冲击强度和弯曲强度分别提高了136%和9%。     

玉米秸秆木质素改性环氧树脂的制备与性能

将玉米秸秆木质素与双酚A环氧树脂混合,于100℃下预处理1 h,以改善环氧树脂的性能。对预处理后环氧树脂的黏度进行了测试,对改性环氧树脂与聚酰胺固化后材料的力学性能、动态力学性能、热稳定性以及燃烧性能进行了综合测试,考察了不同质量分数的玉米秸秆木质素对改性环氧树脂性能的影响。结果表明:以固化体系的总质量为基准,在w(木质素)=0~7%的范围内,与未添加木质素的环氧树脂相比,随着木质素质量分数的增加,改性环氧树脂22℃下的黏度从1 220 m Pa·s增大到13 220 m Pa·s;改性环氧树脂固化物的弯曲强度随木质素质量分数的增加先升高后降低,在w(木质素)=3%时达到最大值83.2 MPa,但其冲击强度下降,由20.7 MPa降低为13.6 MPa;改性环氧树脂固化物的玻璃化转变温度(Tg)随木质素质量分数的增加而增加,w(木质素)=5%时Tg提高了4.8℃;改性环氧树脂固化物的热稳定性有所改善,w(木质素)=7%时热失重50%的温度提高13℃,同时木质素的加入能够改善环氧树脂的阻燃性能。     

环氧树脂改性水性聚氨酯的制备和研究

利用聚四氢呋喃二醇、异佛尔酮二异氰酸酯、二羟甲基丙酸及端羟基环氧树脂等为原料,制备了环氧树脂改性的水性聚氨酯(EWPU),考察了环氧树脂用量对EWPU性能的影响。结果表明,当环氧树脂质量分数在5%以内所制备的EWPU乳液稳定性较好,粒度约为45~97 nm。随着环氧树脂含量的增加,所制备的改性EWPU拉伸强度增加,断裂伸长率降低,热稳定性和耐水性都显著提高。当环氧树脂质量分数为5%时,改性水性聚氨酯涂膜的拉伸强度为17.9 MPa,断裂伸长率为231%,水接触角为86°,吸水率为3.0%,50%热失重的温度为359℃。     

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)对氰酸酯树脂(BADCy)力学性能和热性能的影响

通过异步合成法,将预聚的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)用于改性双酚A型氰酸酯树脂(BADCy),制备了改性BADCy。文章通过对材料进行弯曲强度、冲击强度、动态热机械分析(DMA)、SEM、FTIR分析,探讨不同PMMA添加量对改性BADCy力学性能的影响。结果显示,与纯BADCy相比,当PMMA的质量分数为20%时,改性BADCy弯曲强度和冲击强度分别提高58.5%和88%,环氧树脂(EP)与BADCy相分离消失,玻璃化温度(Tg)基本保持不变,同时改性BADCy的粘性较低,有助于固化浇铸成型。通过使用TGA、DSC等测试手段探讨不同PMMA添加量对材料热性能的影响。结果表明,当PMMA质量分数为20%时,改性BADCy的热失重温度、质量保持率基本不变,固化热降低,反应可控性增强。     

DOPO型无卤阻燃环氧树脂体系的性能研究

采用9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)和DOPO型含磷环氧树脂(DOPO–EP)对双酚A型EP进行阻燃改性,研究了不同磷含量下两种阻燃剂对EP的改性效果。结果表明,随磷含量增加,EP/DOPO与EP/DOPO–EP体系的玻璃化转变温度均降低,但EP/DOPO–EP体系的降幅较小;DOPO与DOPO–EP均能有效地提高EP的阻燃性能,但DOPO–EP的阻燃效果更佳;EP/DOPO–EP体系的综合力学性能高于EP/DOPO体系。当磷质量分数分别为2.5%和1.5%时,EP/DOPO与EP/DOPO–EP体系的垂直燃烧等级均达到UL 94 V–0级,极限氧指数分别为32%和33%。EP/DOPO体系在磷质量分数为2.5%时的残炭率(700℃)为12.27%,较纯EP提高了17.3%,但其拉伸性能、冲击性能和弯曲强度均大幅下降。而EP/DOPO–EP体系在磷质量分数为1.5%时的残炭率(700℃)为20.07%,较纯EP提高了91.9%,其断裂伸长率和弯曲强度分别为2.32%和92.69 MPa,较纯EP分别提高了13.73%和24.27%,拉伸强度和缺口冲击强度分别为35.34 MPa和1.85 kJ/m2,较纯EP仅下降了1.56%和1.07%,综合性能最佳。     

“水悬浮法”重氮化改性碳纳米管及其环氧复合材料

以水为溶剂,采用"水悬浮法"对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行重氮化改性,然后将改性碳纳米管分散在环氧树脂中制备MWCNTs/环氧纳米复合材料。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、热重分析法(TG)、沉降性实验和扫描电子显微镜(SEM)等多种手段对改性多壁碳纳米管的结构和纳米复合材料的断面形貌进行表征。研究结果表明:通过重氮化反应在MWCNTs表面成功接枝上了苯甲酸基团,接枝率约为12%。改性MWCNTs在环氧树脂中具有良好的分散性,对环氧树脂具有较好的増韧效果。当改性MWCNTs的添加质量分数为0.3%时,纳米复合材料的拉伸强度和冲击强度最佳,与未改性MWCNTs/环氧树脂复合材料相比分别提高14.8%和462.33%。     

环氧树脂对酚醛泡沫的改性研究

以热固性酚醛树脂为原料,有机对甲苯磺酸为固化剂,环氧树脂为改性剂,制备了环氧树脂改性的酚醛泡沫(PF),探讨了环氧树脂用量对PF物理性能的影响。结果表明,加入环氧树脂改性后,PF的表观密度、压缩强度、热导率、pH值均高于未改性PF;当环氧树脂用量从2%(质量分数,下同)增加到8%时,改性PF的表观密度、热导率、粉化度均呈下降趋势,压缩强度呈先上升后下降的趋势,pH值呈上升的趋势,热稳定性有所提高;当环氧树脂加入量为酚醛树脂质量的6%时,改性PF的物理性能最好。     

PPGDGE改性酸酐对环氧树脂形状记忆性能的影响

以聚丙二醇二缩水甘油醚(PPGDGE)为增韧剂改性环氧树脂E-51/甲基四氢邻苯二甲酸酐固化体系,通过力学性能、耐热性和形状记忆性能测试等研究了PPGDGE用量对该环氧体系性能的影响。结果表明:PPG-DGE添加质量分数为10%时,体系最大形变量增加约43%,形状回复速率增长75%;添加15%PPGDGE时,体系固定率提高了2.2%,回复率提高了4.5%,同时冲击强度提高了65%。PPGDGE的加入使得环氧树脂形状记忆性能有了大幅度提高。     

氧化石墨烯改性碳纤维/环氧树脂体育复合材料及性能试验

针对碳纤维/环氧树脂材料用于高端体育器材时耐热性能和耐冲击性能较差的问题,提出用氧化石墨烯对其进行改性。通过动态热机械能试验和冲击后压缩强度试验,对改性后氧化石墨烯/碳纤维/环氧树脂(GO/CF/EP)复合材料的性能进行测试。结果表明：在复合体系内,氧化石墨烯掺量为0.2%(质量分数)时,复合材料玻璃转化温度为201℃,复合材料凹陷深度和损伤面积分别为1.01 mm和1 089 mm²,冲击后抗压缩强度为180 MPa,表现出较好的性能。     

聚氨酯/KH560改性非离子型水性环氧固化剂的制备与性能

用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚乙二醇(PEG-6000)、环氧树脂E-51为原料合成聚氨酯型反应性乳化剂(PURE),将PURE与环氧树脂E-44混合后与γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)改性的单封端四乙烯五胺反应,制备了非离子型水性环氧固化剂。考察了PURE和KH560含量对固化物柔韧性及耐热性的影响。结果表明,当PURE质量分数为15%、KH560摩尔分数为6%时,固化剂稳定性良好,环氧树脂固化膜的综合性能最佳,冲击强度为19.35 k J/m2,拉伸强度为38.7 MPa,吸水率为2.85%,热失重5%和50%的温度分别为207℃和372℃。     

BDM-DDM-PO增韧改性BMI的合成与性能研究

以4,4′-二氨基二苯甲烷型双马来酰亚胺(BDM)、二胺基二苯甲烷(DDM)及环氧丙烷(PO)为主要原料合成了BDM-DDM-PO三元共聚物,并以此作为BDM的增韧改性剂制备BDM-DDM-PO/BDM复合材料。着重探讨了BDM-DDM-PO用量对复合材料的结构特征、韧性和热性能等影响。结果表明:当w(BDM-DDM-PO)=5.0%时,BDM-DDM-PO/BDM复合材料的热性能略高于纯BDM体系,但前者的冲击强度(14.39 kJ/m2)和弯曲强度(97.4 MPa)分别比后者提高了39.71%和6.21%,前者的冲击断面呈韧性断裂特征,说明适量的增韧改性剂可有效提高BDM-DDM-PO/BDM复合材料的韧性。     

稻壳二氧化硅/环氧树脂纳米复合材料机械性能研究

将稻壳用10%的盐酸处理后在600℃焚烧得到纯度为99.3%的SiO_2,将SiO_2用偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)改性后与环氧树脂(EP)复合,探讨了SiO_2质量分数在0～5%范围内复合材料的力学性能.研究结果显示:经硅烷偶联剂KH550改性后稻壳SiO_2粒子为无定形态,尺寸在30～50 nm且能显著提高环氧树脂的力学性能.当稻壳SiO_2质量分数为3%时,材料的拉伸性能以及弯曲性能的提高率最大,拉伸强度、拉伸模量、弯曲模量和弯曲强度的提高率分别为27.25%、6.54%、61.7%和24.56%.SEM研究结果显示:复合材料中SiO_2与基体树脂之间有较好的相容性.     

有机硅环氧树脂对聚氨酯防水涂料结构和耐水性能的影响

以二甲基硅油和环氧树脂对聚氨酯进行复合改性,制备改性聚氨酯防水涂料。通过红外光谱和扫描电镜对改性聚氨酯涂膜进行了表征,研究了n(─NCO)/n(─OH)比值、二甲基硅油和环氧树脂质量分数对涂膜吸水率的影响。结果表明,当n(─NCO)/n(─OH)=2:1、二甲基硅油和环氧树脂含量分别为8%和7%(均为质量分数)时,所制备的有机硅环氧改性聚氨酯涂料的耐水性能最佳,涂膜的拉伸强度为12.02 MPa,抗冲击强度50 kg.cm,吸水率11.37%,附着力1级。