石墨/粘结剂导电复合材料性能的研究

以酚醛树脂、环氧树脂与石墨作为基本原料,采用热压成型制备了几种导电复合材料。研究了不同种类粘结剂及不同种类石墨对导电复合材料性能的影响,并从微观结构进行分析和解释,考察了不同混合方式对石墨/粘结剂导电复合材料性能的影响。     

树脂/石墨导电复合材料的研究进展

阐述了国内外热固性及热塑性树脂/石墨导电复合材料制备方法的研究现状,以及石墨类型、制备工艺等因素对复合材料导电性能的影响,并对其发展前景进行了展望。     

石墨／聚合物复合双极板的制备与性能表征

以石墨为导电骨料,高分子聚合物为粘结剂,通过模压成型制备质子交换膜燃料电池双极板。主要探讨了导电骨料种类、粘结剂种类、导电骨料的粒度分布、石墨的表面处理及其增强纤维表面处理对双极板性能的影响。实验结果表明:各种影响因素对材料密度影响不大,但对导电性和抗折强度的影响很大;用天然石墨作导电骨料的样品性能明显优于用人造石墨作导电骨料的样品性能;用改性树脂为粘结剂的样品的性能优于其他各种未改性树脂为粘结剂的样品性能。最佳的实验条件为:用天然石墨A和C作导电骨料,改性树脂R3和自制树脂R6作粘结剂,石墨的粒度分布为-160～ 200目或-200～ 325目,石墨用98%的浓硫酸处理,纤维选用酒精处理以增强纤维与树脂间的结合力。     

树脂基空压机滑片的研究

树脂基滑片是由石墨和树脂在一定温度与压力下复合而成，本文研究了树脂的种类，各种石墨的配比，石墨的粒度及复合工艺对滑片材料性能的影响，并对材料断口进行了电镜分析。     

玻璃纤维增强酚醛树脂复合材料摩擦磨损性能研究

对几种玻璃纤维织物增强酚醛树脂复合材料进行了双向滑动摩擦试验,考察织物结构和基体树脂对复合材料的摩擦磨损性能的影响。研究结果表明:通过添加自润滑颗粒可提高复合材料的摩擦磨损性能,其中石墨的耐摩擦磨损效果比聚四氟乙烯(PTFE)显著;织物结构对复合材料摩擦性能的影响,主要受控于织物的表面粗糙度和织物结构对复合材料树脂体积分数的影响。此外,复合材料存在一个较优的树脂体积分数范围,在此范围内,复合材料的摩擦磨损性能较为优异。     

玻纤/石墨/聚芳醚腈复合材料的制备与性能

以聚芳醚腈(PEN)为基体,采用双螺杆挤出机熔融共混制备了玻纤、石墨复合材料,重点研究了两种不同形貌的增强填料对PEN树脂的协同增强作用。测试了不同样品的拉伸、弯曲和冲击等力学性能,利用扫描电镜对拉伸断面进行形貌分析,并对样品进行了TGA测试和流变性能测试。结果表明,大量玻纤以棒状存在于PEN树脂当中,构成骨架结构,使得PEN树脂力学性能大幅度提高,石墨以片层形状存在于PEN树脂与玻纤之间,进一步增强了PEN树脂基体的连接作用,从而使得复合材料力学性能进一步提高;石墨在提高PEN树脂强度的同时能够提高PEN树脂的热稳定性;在相同频率下,PEN基复合材料的储能模量和耗能模量均随玻纤和石墨填料含量增加而提高,低含量的石墨填入对体系的模量和黏度影响较小。     

树脂含量对碳布/环氧复合材料力学性能的影响

主要研究了不同树脂含量下，碳布／环氧复合材料的径向拉伸和纬向压缩性能，并初步探讨了树脂含量对复合材料拉伸、压缩性能的影响机理。试验结果表明：树脂含量对复合材料力学性能的影响较大，当树脂质量含量在42％－45％之间时，拉伸、压缩性能较好。     

聚氨酯复合材料在柔性传感器领域的应用与研究进展

聚氨酯的种类较多,软硬度可调,被广泛应用于柔性传感器基底材料。本研究介绍柔性传感器应用、种类和组成,常用的基底材料和聚氨酯材料特点。总结低维度碳系/聚氨酯复合材料、金属纳米材料/聚氨酯复合材料、本征态聚合物导电复合材料在柔性传感器领域的应用和研究进展。讨论不同种类填料、工艺及传感器结构对柔性传感器性能的影响。指出聚氨酯复合材料在柔性传感器领域存在的问题和未来的研究方向。     

阻燃型鳞片石墨/尼龙6导热复合材料

为了使树脂基导热复合材料兼具优异导热性能和阻燃性能,分别选用RPM/Mg(OH)2、BPS/Sb2O3、HS-PNPAZ/Mg(OH)2作为阻燃剂,鳞片状石墨作为导热填料,PA6作为基体树脂,采用双螺杆挤出机制备了阻燃型鳞片状石墨/PA6导热复合材料。对比了不同阻燃剂体系对复合材料导热和阻燃性能的影响。结果表明,不同阻燃剂对复合材料导热系数的影响较小,复合材料的导热系数主要受鳞片状石墨的影响。当鳞片状石墨含量为40份时,复合材料的导热系数均大于2.0 W/(m·K)。BPS/Sb2O3和HS-PNP-AZ/Mg(OH)2在鳞片状石墨/PA6复合材料中无阻燃效果,不适合用于鳞片状石墨/PA6复合材料体系的阻燃。RPM/Mg(OH)2在鳞片状石墨/PA6导热复合材料中具有优异的阻燃效果,可使复合材料的阻燃性能达到UL 94~1.6 mm V-0级别。     

抗静电PVC-U复合材料的性能研究

将炭黑或石墨作为导电填料,制备了一系列PVC-U抗静电复合材料。研究了导电填料品种与用量及加工条件对PVC-U复合材料的导电性能、加工性能及力学性能的影响。结果表明:炭黑与石墨在PVC树脂中呈连续网络状不均匀分散;当炭黑含量低时,制品既具有良好的导电性能,又具有良好的熔体流动性。     

Resin/fiber thermo-oxidative interactions in pmr polyimide/graphite composites

The amounts of resin weight loss and fiber weight loss in four PMR polyimide/graphite fiber composites were calculated from the composite weight losses and the fiber/resin ratios of the composites after long term thermo-oxidative aging in 600° F air. The accelerating effect of graphite fiber on resin weight loss, compared to neat resin weight loss, indicated the presence of a deleterious resin/fiber thermo-oxidative interaction, presumably due to fiber impurities. Similarly, the declerating effect of the protective matrix resin on fiber weight loss, compared to bare fiber weight loss, was also demonstrated. The amount of hydrazine indigestible resin and the amount of loose surface graphite fiber that formed during 600° F exposure of the composites were quantitatively determined. The indigestible residual resin was also qualitatively studied by scanning electron microscopy.     

天然鳞片石墨/环氧树脂复合材料的制备及导热性能研究

以天然鳞片石墨为导热填料,E44型环氧树脂为基体,采用超声分散法制备天然鳞片石墨/环氧树脂复合导热材料.系统考察了天然鳞片石墨用量、石墨粒度和炭黑添加量等因素对复合材料导热性能的影响.结果表明:随着天然鳞片石墨用量增加,复合材料的导热系数增大,抗压强度先增加后减小;复合材料的导热系数随天然石墨粒径的增大而增大,抗压强度先减小后增加;在石墨/环氧树脂复合导热材料中添加不同用量的炭黑时,随着炭黑添加量的增加,复合材料的抗压强度增大,导热系数先增大后减小.制备天然鳞片石墨/环氧树脂复合导热材料的最佳配方为天然鳞片石墨用量45％,粒径≤270 μm,炭黑用量2％.     

改性沥青树脂及其复合材料的制备及相关性能

以煤沥青为原料、三聚甲醛为交联剂,在对甲苯磺酸的催化作用下合成了沥青树脂（COPNA树脂）,通过添加酚醛树脂对其进行了改性;分别以沥青树脂和改性树脂为原料,与石墨混合制备了复合材料。考察了酚醛树脂含量对改性树脂的残炭率、甲苯不溶物含量、喹啉不溶物含量、p树脂含量的影响,以及树脂含量对复合材料的电阻率,肖氏硬度的影响;采用FT—IR和H—NMR研究其反应机理;采用TG研究了沥青树脂和改性树脂的热行为。研究表明,酚醛树脂与沥青树脂可以在一定比例范围内进行复配,在加热混合过程中酚醛树脂与沥青树脂发生化学反应,提高了沥青树脂的耐热性。经酚醛树脂改性的沥青树脂具有更高残炭率、更高β树脂含量和更好耐热性。改性后的树脂复合材料具有更高的电阻率、更高的肖氏硬度和更高的耐磨性。     

B／P共掺杂呋喃树脂炭用作锂离子电池负极材料的研究

以添加8wt％磷酸的呋喃树脂为前驱体,经固化后混入不同含量的硼酸,升温至8500C炭化制得B／P共掺杂树脂裂解炭。采用热重分析考察固化后树脂的热失重,采用XRD和氮气物理吸附分别考察物相、微晶结构变化以及比表面积和孔结构的变化,同时采用恒流充放电技术对其充放电性能进行了研究。结果表明,B／P共掺杂使裂解炭的比表面积明显下降,孔洞数量减少,且随着B／P的增加,裂解炭中BPO4的含量增加;当B：P（at％：at％）=1．0时,树脂裂解炭的电化学性能得到了有效改善,首次可逆容量高达378．2mAh／g,较磷掺杂树脂裂解炭提高～30mAh／g,且循环50次后可逆容量保持率为86．8％。     

新型呋喃树脂的制备与改性

以糠醇和糠醛为原料在草酸催化作用下发生缩聚制取新型呋喃树脂。研究表明,当糠醇与糠醛的质量比为7：3,草酸用量为原料质量的0．33％,在回流温度下反应3．5h时,反应制得的呋喃树脂黏度达到78s,且与水玻璃混合良好,采用对苯甲酸作固化剂固化后耐水、耐高温性能优,从而达到改性水玻璃胶泥的目的。采用尿素与甲醛替代所有的糠醛与大部分的糠醇进行缩聚合成出脲醛呋喃树脂。研究表明,当n（尿素）：n（甲醛）：n（糠醇）为3：1：2,在回流温度下反应3．5h,可获得性价比优的改性呋喃树脂。     

Mechanical and anticorrosion properties of furan/epoxy‐based basalt fiber‐reinforced composites

A furan/epoxy blend applicable to composite manufacture was studied and corresponding basalt fiber‐reinforced composites were prepared. The processability, mechanical properties, and reasons for the improved mechanical properties of this blend were investigated by rheology machine, mechanical testing machine, and scanning electron microscopy. With excellent processability, furan/epoxy was suitable for manufacturing composites. Furan/epoxy with the ratio of 5/5 showed the best properties, and the impact strength, flexural strength and flexural modulus were 15.43 kJ/m², 102.81 MPa, and 3209.40 MPa, respectively. The river‐like fracture surface of the furan/epoxy system was well consistent with the mechanical properties. The mechanical and anti‐corrosive properties of basalt fiber‐reinforced furan/epoxy composites were also studied. The mechanical properties of composites changed the same as those of furan/epoxy matrix did. Furan resin effectively improved the anti‐acid but not anti‐alkali property of composites, probably because furan could be cured in acidic condition and basalt fiber was resistant to acid and alkali. © 2017 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2017 , 134, 44799.     

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%。     

竹粉用量对呋喃树脂基木塑复合材料性能的影响

采用呋喃树脂和竹粉作原料,用传统的热压成型方法来制备呋喃树脂基木塑复合材料。研究了竹粉用量对木塑复合材料性能的影响。结果表明:当竹粉用量为40%时,材料各方面的性能达到最佳。     

KH-560改性氧化石墨/环氧树脂复合材料的制备与性能研究

以廉价石墨(GR)为起始原料制备氧化石墨(GO),用KH-560(γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷)对GO表面进行改性,改性氧化石墨(m-GO)与环氧树脂E51发生交联固化。扫描电镜(SEM)及电阻率测试表明:采用该方法制备的无机/有机聚合物复合材料,石墨颗粒均匀分散于环氧树脂中,导电阈值低。掺杂量为1.0%~2.0%的m-GO/E51复合材料的表面电阻率在1010~1011Ω之间,达到空间聚合物抗介质带电的需求。该方法简单实用,具有很好的工程化应用前景。     

添加剂对炭/石墨复合材料性能的影响

以酚醛树脂为黏结剂,石油焦、石墨为原料,分别添加磷酸氢二钠、硼酸、碳化硅,在1 100℃下热处理,制备出炭/石墨复合材料,并考察了其机械性能、微观结构和热性能。研究表明:经过焙烧后,炭/石墨复合材料中的添加剂起到增强颗粒间键合能力,提高炭/石墨复合材料机械强度的作用。同时,硼酸、碳化硅可以在炭/石墨复合材料表面形成抗氧化物质,使其具有更好的抗氧化能力,起始氧化温度提高180℃,终了氧化温度提高了200℃。