环氧树脂/有机化蒙脱土纳米复合材料的研究

采用插层原位聚合法制备了环氧树脂/有机化蒙脱土(EP/OMMT)纳米复合材料,探讨了OMMT的剥离结构及其对EP/OMMT纳米复合材料热性能和力学性能等影响。结果表明:当w(OMMT)=7%时,EP/OMMT纳米复合材料的热变形温度提高了24～27℃,Tg(玻璃化转变温度)提高了20～30℃,并且其力学性能和耐湿热性能均优于纯EP体系。     

EP/有机化蒙脱土纳米复合材料的制备与性能研究

采用插层聚合法制备了环氧树脂/有机化蒙脱土(EP/OMMT)纳米复合材料。利用红外光谱(FT-IR)法和X射线衍射(XRD)法对OMMT结构进行了分析,并探讨了OMMT含量对不同纳米复合材料的结构、热性能和力学性能等影响。结果表明:经EP插层后,OMMT的层间距变大,并且发生了比较完全的剥离行为;OMMT的引入可有效提高不同纳米复合材料的热变形温度和玻璃化转变温度(前者提高了14～29℃,后者提高了2～27℃),并且其力学性能和耐湿热性能均优于纯EP体系。     

DDS固化EP/MMT纳米复合材料性能研究

以4,4′-二氨基二苯砜(DDS)为固化剂,制备出一种剥离型MMT/EP(蒙脱土/环氧树脂)纳米复合材料。采用红外光谱(FT-IR)法、X射线衍射(XRD)法和动态力学分析(DMA)法等对复合材料的微观结构、插层剥离行为、热性能和力学性能等进行了研究。结果表明:MMT对EP分子结构无影响,有利于EP结构和性能的设计,也便于确定其固化工艺。在无促进剂的情况下,当体系中引入5%MMT(相对于EP质量而言)时,复合材料的干态热变形温度、玻璃化转变温度(Tg)、冲击强度和拉伸强度分别提高了39℃、21℃、27.30%和10.50%;适量的MMT能有效提高纳米复合材料的耐湿热性能。     

固化温度对桥梁加固用环氧树脂结构胶性能的影响

以腰果酚、三乙烯四胺和甲醛为主要成分,采用曼尼希反应法合成一种双酚A型环氧树脂低温固化用的固化剂,并着重探讨了常温(20~23℃)固化、低温(5℃)固化对EP固化物性能、结构特性、断面形貌和固化动力学等影响。研究结果表明:固化温度的提高有助于改善EP固化物的压缩强度、弯曲强度、拉伸强度和剪切强度等性能;固化温度的降低使体系的交联密度减小,从而有效提高了EP固化物的断裂伸长率;低温固化EP的断面呈"沟壑"状,而常温固化EP的断面较平整;低温固化体系在后期仍出现较明显的放热峰,而常温固化体系则出现明显的"后固化"现象。     

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%.     

石墨烯改性环氧树脂的研究进展

介绍了石墨烯的制备工艺(包括微机械剥离法、热解SiC法、碱金属插层法、化学气相沉积法和氧化还原法等),并对石墨烯/EP(环氧树脂)复合材料的制备(包括原位插层聚合法、溶液插层法和熔融插层法等)、性能(如热性能、电磁性能和力学性能等)及研究现状进行了综述;最后对石墨烯/EP复合材料的发展方向进行了展望。     

在超临界CO2中制备生物可降解PEC/OMMT纳米复合材料

将聚碳酸亚乙酯(PEC)与有机蒙脱土(OMMT)在超临界CO2(sc-CO2)中溶胀并混合,制备了生物可降解PEC/OMMT纳米复合材料。采用X射线衍射仪、热失重分析仪、差示扫描量热仪及万能电子拉力机等对PEC/OM-MT纳米复合材料的性能进行表征和分析。结果表明,70℃下制备的PEC/OMMT复合材料为插层型纳米复合材料;该复合材料的热稳定性和玻璃化转变温度都得到较大改善;加入少量OMMT,复合材料的拉伸性能得到明显提高。与熔融插层法和溶液插层法相比,sc-CO2法既可以解决PEC在熔融插层中面临的热降解问题,也可以避免溶液插层中使用大量有机溶剂造成的污染问题,是制备PEC/OMMT纳米复合材料的一种新方法。     

环氧树脂/环氧液晶/蒙脱土纳米复合材料研究

采用液晶环氧预聚物(PHQEP)与有机蒙脱土(OMMT)共混改性环氧树脂制备三元共混体系的环氧基复合材料。用X射线衍射法(XRD)测试了有机化蒙脱土在被插层前后片层间距的变化,通过DSC、TGA及SEM等对PHQEP/OMMT增韧改性环氧树脂固化体系的力学性能,热性能及微观相态结构进行了研究。结果表明:当PHQEP质量分数为5%,添加1.5%的有机蒙脱土可以使环氧树脂的冲击强度达到最大值23.43 kJ/m2,比纯环氧树脂提高2倍左右,玻璃化转变温度及5%热分解温度比纯环氧树脂分别高出15℃和27℃。PHQEP与OMMT的加入使纳米复合材料的力学性能和热性能得到明显提高。     

聚乳酸/纳米蒙脱土纳米复合材料的制备与挤出发泡研究

采用熔融插层法制备了聚乳酸/有机改性纳米蒙脱土（PLA/OMMT）复合材料,对其复合结构、力学性能、热性能、动态流变性能进行了测试和表征,并研究了复合材料的挤出发泡行为。结果表明,不同含量的OMMT与PLA进行熔融插层会形成不同的插层与剥离结构;3 %的OMMT可以提高PLA的力学性能、改善热性能;OMMT能够提升PLA的熔体强度,同时在挤出发泡过程中起到成核剂的作用,并且能够减弱发泡剂气体向PLA熔体外部的扩散,从而提高PLA挤出发泡的效果。     

甲基乙烯基硅橡胶/有机蒙脱土母炼胶纳米复合材料的制备、结构与性能

采用溶液插层法和母炼胶混炼工艺制备了甲基乙烯基硅橡胶(MVQ)/有机蒙脱土母炼胶(OMMT-MB)纳米复合材料,通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)对复合材料进行了表征,研究了复合材料的拉伸性能与热稳定性能,并与直接共混法制备的MVQ/有机蒙脱土(OMMT)复合材料和MVQ/白炭黑复合材料进行了对比,分析了OMMT的增强机理.结果表明,MVQ/OMMT-MB纳米复合材料中的OMMT完全剥离,且均匀分散在MVQ基体中;当OMMT质量分数为20%时,MVQ/OMMT-MB复合材料的拉伸性能优于MVQ/OMMT复合材料,拉伸强度和扯断伸长率分别增大至1.41 MPa、490%;其与MVQ/白炭黑复合材料相比,两者的拉伸强度相当,扯断伸长率增大了30%;MVQ/OMMT-MB复合材料的热稳定性略优于MVQ/OMMT复合材料,但比MVQ/白炭黑复合材料差.     

含亚甲基链段柔性固化剂的制备与性能研究

以双官能度EP(环氧树脂)对脂肪族二胺进行改性,制备了含多段长亚甲基链段的柔性固化剂。采用FT-IR(红外光谱)法、TGA(热失重分析)法、非等温DSC(差示扫描量热)法和β-T(升温速率-温度)外推法等对改性固化剂的结构、改性固化剂/EP胶粘剂的性能(包括热稳定性、动态力学参数和最佳固化温度等)进行了分析和验证。结果表明:改性固化剂/EP胶粘剂固化体系的表观活化能为86.73 kJ/mol、反应级数为1.24和最佳固化温度为66℃;当n(EP):n(改性固化剂)=1:0.50时,相应胶接件的-196℃、室温、60℃剪切强度分别为16.84、14.73、13.52 MPa,说明其强度和韧性俱佳,并且完全满足实际使用要求。     

环氧树脂室温固化体系的研制及性能研究

以兼具引发剂和稀释剂功能的自制BH-1为固化剂,通过引入低黏度活性稀释剂,制备室温固化EP(环氧树脂)胶粘剂;然后以EP/BH-1/活性稀释剂为基体、单向玻璃纤维为增强材料,制备相应的复合材料。研究结果表明:当w(BH-1)=4%时,EP浇铸体的室温(25℃)凝胶时间约为8.5 h和玻璃化转变温度(Tg)为130.9℃,并具有优异的力学性能,其冲击强度为50.0 kJ/m2、拉伸强度和模量分别为0.075 GPa和2.80 GPa、弯曲强度和模量分别为0.136 GPa和3.02 GPa;当m(EP)∶m(BH-1)∶m(活性稀释剂)=100∶4∶10时,复合材料的弯曲强度(0.984 GPa)和层间剪切强度(56.1 MPa)分别提高了26.4%和15.2%。     

适用于低温固化的低黏度高强度环氧树脂结构胶

以碳酸丙烯酯(PC)为活性稀释剂、自制增韧型421固化剂/快固型DETA(二乙烯三胺)固化剂作为复合固化剂,制备环氧树脂(EP)结构胶。研究结果表明:当m(EP)∶m(PC)∶m(421)∶m(DETA)=100∶20∶24∶6.0时,EP结构胶的初始黏度(60 mPa.s)相对较低,其强度和韧性俱佳(拉伸强度为45 MPa、压缩强度为70 MPa和钢/钢剪切强度为12.0 MPa);该EP结构胶可低温固化(5℃或常温固化7 d后的拉伸强度基本一致),也是一款适用于冬季施工的低黏度高强度EP结构胶。     

后处理温度对EP/CF复合材料拉伸性能影响

采用模压成型工艺和拉挤工艺制备了加捻碳纤维增强环氧树脂(EP/CF)复合材料,利用微机控制电液伺服万能试验机和扫描电子显微镜研究了不同后处理温度对EP/CF复合材料的拉伸性能和断面微观形貌的影响。研究表明,相对于高温后处理下的EP/CF复合材料,室温后处理下的EP/CF复合材料的拉伸强度较优,其拉伸强度接近890 MPa;而随着后处理温度的升高,EP/CF复合材料的截面和表面显微硬度值呈先上升后下降趋势,当后处理温度为150℃时,其硬度值最优。随着后处理温度的上升,样品的断面形态由撕拉态变为剪切状态,整个断面转变为脆性断面,EP与CF之间的界面变差。较优后处理工艺为低温后处理;同时,常温固化剂下的EP和CF体系选择后处理工艺优化时,后固化温度应接近固化体系温度进行优化处理。     

EP/改性DDM体系的固化反应动力学及性能研究

采用非等温DSC(差示扫描量热)法对EP(环氧树脂)/改性DDM(4,4′-二氨基二苯基甲烷)体系的固化反应过程进行了跟踪。采用Kissinger、Ozawa、Crane和T-β(温度-升温速率)外推法等得到该固化体系的动力学参数和固化工艺条件,并对其力学性能和热变形温度进行了测定。结果表明:EP/改性DDM体系的表观活化能为49.43 kJ/mol,反应级数为0.869,固化条件为"85℃/2 h→125℃/2 h",热变形温度为130℃;与EP/DDM体系相比,该固化体系的表观活化能降低了7.0%,热变形温度下降了16.1%,拉伸强度和压缩强度提高了20%以上,而弯曲强度和弯曲模量基本上保持不变。     

端环氧基液体丁腈橡胶改性环氧树脂结构胶的研究

采用ETBN(端环氧基液体丁腈橡胶)增韧EP(环氧树脂),制备了单组分EP结构胶。利用红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)等手段对结构胶的拉伸剪切强度及微观结构进行了表征。结果表明:制备该结构胶的适宜条件为m(EP):m(ETBN)=20:3,80℃均匀搅拌20 min,130℃固化1 h;由该结构胶制成的钢-钢胶接件,其室温拉伸剪切强度为23.66 MPa,并且其耐介质性能良好,说明ETBN对EP的增韧效果较好。     

一步法制备纳米SiO_2/环氧树脂杂化材料的研究

以正硅酸乙酯(TEOS)为无机前驱体、三乙烯四胺(TETA)为固化剂和γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)为硅烷偶联剂,采用溶胶-凝胶一步法制备SiO2/EP(环氧树脂)杂化材料。研究了TEOS和丙酮含量对杂化材料的力学性能、热性能等影响,并对杂化材料的微观相态结构和性能进行了表征和分析。结果表明:当w(TEOS)=3%(相对于改性EP质量而言)时,不加丙酮的杂化材料具有相对最好的综合性能,其断面形貌呈韧性断裂,热变形温度和玻璃化转变温度均高于纯EP体系,生成的SiO2粒径为20 nm左右且分布较均匀;加入丙酮后的杂化材料透明性变好,但其力学强度和热性能均随丙酮含量增加而降低。