三氧化二铝／液体橡胶改性环氧树脂复合材料及其应用

研究三氧化二铝／液体橡胶改性环氧树脂复合材料的耐磨性,并将该复合材料涂敷在水轮机叶轮表面形成耐磨涂层。复合材料涂敷叶轮使用寿命长,经济效益好。     

液体橡胶改性环氧树脂固化及应用研究

用聚丁二烯液体橡胶与环氧树脂制得聚丁二烯液体橡胶/环氧树脂(ETPB)胶粘剂。本文研究ETPB固化剂加入量对粘接和剥离强度的影响。由于该胶粘剂的粘接和剥离性能优异,所以可用于水轮机的耐磨涂层。本文对该胶粘剂在水轮机上的应用性能进行了讨论。结果表明,在ETPB中加入固化剂量为20%时,材料的粘接和剥离性能最好,并且与水轮机用不锈钢性能相比相差不大,可以作为廉价的水轮机叶片保护涂层。     

水轮机用耐磨蚀磨损涂层技术的研究

水轮机的耐磨蚀、耐磨损涂层对延长水轮机的寿命有着重要的作用。总结了现阶段水轮机用保护涂层的技术,着重介绍了改性环氧树脂(EP)非金属涂层的制备及在水电站中的应用,同时对非金属涂层的发展趋势作了展望。     

端羟基聚丁二烯增韧环氧树脂的性能和微观形貌

以不同数均分子量（珚Mn）的端羟基聚丁二烯（HTPB）为增韧剂,4,4-二氨基二苯甲烷为固化剂,考察了HTPB的珚Mn及用量对环氧树脂的冲击强度、拉伸性能、热稳定性及微观形貌的影响。结果表明,在胺类固化体系中,当HTPB的珚Mn为2 300--3 500且质量分数为1%~3%时,其对环氧树脂具有较佳的增韧效果,且不会对热稳定性产生太大的影响;随着HTPB用量的增加,改性环氧树脂中大尺寸橡胶粒子增多,且HTPB的珚Mn越大,改性环氧树脂中橡胶粒径越大,断裂面由光滑的脆性断裂特性变为粗糙、存在大量应力纹及应力发白区域的韧性断裂特性,再到平滑断裂和大尺度的橡胶颗粒两相分布的低韧性特性。     

一种新型碳纤维复合材料绳索的研制

碳纤维复合材料绳索具有重量轻，比强度高，比模量高等优异性能，笔者以环氧树脂E51，甲基四氢苯酐（METHPA），三叔胺基苯酚DMP－30和活性增韧剂6350组成的树脂体系为基体树脂，以碳纤维为增强材料，以聚氨酯为保护涂层，采用独特的制绳工艺，制成了高性能的碳纤维复合材料绳索。     

环氧树脂/稻壳SiO2纳米复合材料的热性能及拉伸性能研究

将稻壳用酸处理后在600 ℃焚烧得到纯度为99.3%、比表面积为212 m2/g的SiO2。经硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）改性后的SiO2为无定形态,尺寸在30~50 nm之间。将改性后的稻壳SiO2与环氧树脂复合,利用热分析方法考察了纳米复合材料在N2气氛中的热性能,并采用万能材料试验机测试其拉伸性能。结果表明：稻壳SiO2的加入能有效增加环氧树脂/稻壳SiO2纳米复合材料的热稳定性,复合材料的起始分解温度（Ti）、分解速率最大时的温度（Tmax）以及失重50 %的分解温度（T50 %）均高于纯环氧树脂,并随稻壳SiO2含量的增加而增加。当环氧树脂/稻壳SiO2纳米复合材料的组成相同时,KH550改性的复合材料的Ti、Tmax和T50 %均比未经过KH550改性的高。随KH550用量增加,复合材料T50 %向高温方向移动。此外,复合材料的拉伸强度、断裂伸长率和模量也高于纯环氧树脂。     

碳纤维增强复合材料微波吸收性能研究进展

传统的铁基复合材料和陶瓷基复合材料存在密度大、吸收性能差、吸收频带窄等缺点，在电磁波吸收领域应用受限。近年来，碳基复合材料具有密度低、电导率高等优点，成为备受关注的吸波材料。碳纤维增强复合材料（CFRP）作为一种轻质、高强度、高刚度和耐高温的材料，在吸波材料领域具有独特的优势。文章介绍了吸波材料的作用机理和电磁波损耗机理，并综述了近年来碳纤维增强复合材料（CFRP）吸波改性的研究进展。其中吸波改性主要分为两大类，一类是在材料基体中引入特殊的物质和结构，包括磁性金属改性、纳米改性、表面结构改性；另一类则是对材料表面进行涂层处理，包括复合涂层和梯度涂层。文章对CFRP吸波复合材料的发展趋势进行展望。     

增韧导热环氧树脂/氮化硼复合材料的制备与表征

采用种子乳液聚合方法制备了聚（丙烯酸正丁酯/甲基丙烯酸甲酯-co-甲基丙烯酸缩水甘油酯）核壳增韧剂（PBMG）,并用湿法球磨与超声辅助相结合的方法对六方氮化硼（h-BN）进行改性,制备的改性氮化硼（MBN）可提高环氧树脂（EP）的热导率。最后采用机械共混方法制备了环氧树脂/增韧剂/改性氮化硼（EP/PBMG/MBN）复合材料。通过透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、动态激光光散射（DLS）、热导率和力学性能等测试对核壳增韧剂的粒子形成、改性氮化硼和复合材料进行了表征。结果发现：最终制备的聚丙烯酸酯乳胶粒子呈现明显的核壳结构,且粒度分布很窄。当聚丙烯酸酯增韧剂添加量为5%、改性氮化硼为8.99%时,环氧树脂/增韧剂/改性氮化硼复合材料的冲击强度和热导率比纯环氧树脂（EP）的分别提高了133%和171%。随着未来的基板材料要求有效的热耗散,这种复合材料有望用于微电子工业上。     

石墨烯-Al2O3复合材料的制备及其防腐性能研究

为研制具有高防腐性能的环氧树脂涂层，采用溶胶 .凝胶法制备一种石墨烯 /三氧化二铝复合材料（GA）并用硅烷偶联剂 Z.6173对其改性后（GAZ）作为填料加入到环氧树脂（EP）涂料中。结果表明：三氧化二铝主要以 α-Al₂O₃的晶型均匀包覆在石墨烯的周围；红外分析证明 Z-6173成功对GA粉体进行了改性； EIS结果表明 GAZ/EP涂层具有最佳的防腐性能，浸泡 30 d后其低频区阻抗值为 14. 5 GΩ·cm²；盐雾测试结果表明 GAZ复合材料的加入可以有效防止由石墨烯优良导电性造成的金属基底加速腐蚀的现象发生。     

多巴胺改性氧化石墨烯-TiO_2纳米复合材料在水性环树脂中物理性能和腐蚀动力学研究

利用多巴胺(DA)改性氧化石墨烯(GO),并将纳米TiO_2负载在氧化石墨烯GO表面,制备了纳米PDA@GO-TiO_2复合材料。通过FT-IR、XRD、Raman光谱、XPS和TEM等表征手段对纳米PDA@GO-TiO_2复合材料的结构、微观形貌等进行表征分析。采用超声分散与机械搅拌相结合的方法将改性纳米PDA@GO-TiO_2复合材料分散到水性环氧树脂中,制备了纳米PDA@GO-TiO_2复合水性环氧树脂涂层(PGT/WEP)。测试了PGT/WEP涂层的硬度、耐冲击性、附着力等物理性能,并对其电化学性能进行了评价。结果表明:在水性环氧树脂中添加纳米PDA@GO-TiO_2复合材料比在相同百分比下使用GO或纳米TiO_2的涂层具有更好的物理性能。涂层性能和腐蚀动力学分析表明,PDA改性GO-TiO_2作为水性环氧涂料的添加剂具有潜在的应用前景。     

环氧树脂/改性碳纳米管复合材料的导热性能

采用硝酸氧化开口、银（Ag）填充和1,6己二胺接枝3种方法对多壁碳纳米管（MWCNTs）进行了改性,并用熔融共混法分别制备了各环氧树脂/改性MWCNTs纳米复合材料,通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、红外光谱等对复合材料的性能进行了测试。结果表明,各改性MWCNTs在环氧树脂中分散均匀,与树脂结合紧密无空隙;复合材料的热导率显著提高,其中改性MWCNTs含量为2.2 %（质量分数,下同）的开口多壁碳纳米管（Opened MWCNTs）和Ag填充多壁碳纳米管（Ag-filled MWCNTs）复合材料的热导率均达到0.20 W/（m·K）,比纯环氧树脂提高了33.3 %。     

HTPB液体橡胶/纳米SiO2协同增韧环氧树脂的研究

为了解决单一材料改性环氧树脂(EP)综合性能不足的问题，采用端羟基聚丁二烯(HTPB)和纳米二氧化硅(SiO₂)对EP进行协同改性。结果表明：HTPB的端羟基和纳米SiO₂表面的硅羟基可以与树脂基体的环氧基团反应，形成良好的界面结合。HTPB可以显著提升EP的韧性，但增强作用有限，且耐热性较差。纳米SiO₂能够起增强、增韧作用，同时也具有很好的热稳定性，但增韧效果不如HTPB。采用两者共同改性EP，具有很好的协同增强增韧效果。当HTPB添加量为3份、纳米SiO₂添加量为1份时，复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度相比于未改性EP，分别提升52.3%、54.0%和106.5%。添加HTPB和纳米SiO₂后，复合材料相比纯EP具有更低的介电常数。     

氟硅烷改性微胶囊复合材料的制备与性能研究

以脲醛树脂（UF）作为壁材,环氧树脂E-51(EP)作为修复剂,采用原位聚合法制备了自修复微胶囊,并采用硅烷偶联剂1H,1H,2H,2H-全氟葵基三甲氧基硅烷（KBM-7803）对壁材表面进行处理,加入环氧树脂中,固化得到改性微胶囊复合材料。通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）、激光粒度仪（PSDA）、电子万能试验机等分析测试技术对改性前后的微胶囊及改性微胶囊复合材料的微观形貌和自修复性能进行表征与分析。结果表明,所制备的微胶囊与基体材料相容性较好,当KBM-7803改性微胶囊的添加量为6wt%时,复合材料的自修复效率达到最高值77.4%,具有良好的自修复性能。     

卡拉胶改性三聚磷酸铝对水性环氧涂层防腐性能的影响

通通过卡拉胶（KC）对三聚磷酸铝（ATP）进行接枝改性获得KC-ATP改性填料,再将其添加到水性环氧树脂（WEP）中制备复合防腐涂层。采用FTIR、XPS、TG、SEM对ATP改性前后的形貌、结构进行表征。结果表明,KC成功地接枝到ATP表面,改善了ATP的水溶性。采用电化学阻抗谱（EIS）和盐雾实验考察了复合涂层的防腐性能。结果表明,复合涂层的防腐性能明显优于纯水性环氧涂层,且当KC-ATP功能填料含量为1.0%时（以水性环氧树脂的质量为基准,下同）,涂层的耐腐蚀性能达到最佳,浸泡48 h后涂层的极化电阻Rp为8.183×107 Ω∙cm2,远高于ATP改性复合涂层和纯环氧涂层。     

环氧化端羟基聚丁二烯增韧环氧树脂的研究

使用环氧化端羟基聚丁二烯（EHTPB）对双酚A型环氧树脂进行增韧改性。对EHTPB增韧的固化产物及端羟基聚丁二烯（HTPB）增韧的固化产物进行力学性能测试,运用差示扫捕量热法测试同化产物的玻璃化转变温度,采用扫面电镜观察树脂增韧前后的断面形貌,显示为韧性断裂。各种结果表明,EHTPB对环氧树脂的增韧效果优于HTPB,该增韧剂的加入能够在不明显降低树脂强度的条件下,大幅度提高体系韧性的同时保持树脂的玻璃化转变温度。     

压电涂层对碳基复合材料叶片振动特性的影响

针对涂覆在碳纤维增强复合材料和碳纳米管增强复合材料基体上的压电涂层,考虑涂层和基体材料的各向异性特征,建立了压电涂层-复合材料叶片动力学模型,通过静力学分析得出叶片的振动应力分布,基于模态分析的方法得出压电涂层对复合材料叶片固有频率的影响,采用谐响应分析方法研究了叶片的振动响应特性。结果表明,压电材料涂层涂覆在碳纳米管增强复合材料叶片上振幅减小的效果要优于涂覆在碳纤维增强复合材料叶片上。     

低温等离子体对ＰＢＯ纤维表面改性的研究

 为提高ＰＢＯ纤维／环氧树脂复合材料的剪切强度,采用低温等离子体结合涂层技术对聚对苯撑苯并双唑（ＰＢＯ）纤维进行表面改性,分别用ＳＥＭ、ＩＲ对等离子体处理前后纤维表面形态、化学结构进行了表征,通过复合材料层间剪切强度测试,研究不同处理方式对复合材料层间剪切强度的影响。结果表明,等离子体处理后纤维表面粗糙度增加,极性增强。经低温等离子体结合涂层技术处理后,ＰＢＯ纤维／环氧树脂复合材料的层间剪切强度得到显著提高,较未处理样品提高了３９％。     

简讯

环氧基耐磨涂料受欢迎重庆工学院材料科学与工程学院日前研制成功的一种水力机械耐磨环氧树脂基涂料,使用效果好,受到市场欢迎。该环氧树脂基涂料由三组分构成:由自制的改性环氧树脂、固化剂、不同粒度的高硬度耐磨陶瓷骨料及一些添加剂组成表面涂层,由双酚A型环氧树脂、固化剂及层片状防锈填料组成中间涂层,以及有机富锌底部涂层。底层和中间层均能有效地防止氧、水和盐等腐蚀介质对金属基体的侵蚀,表面层则具有优异的耐冲刷磨损性能。该产品目前主要应用于工作在浆体冲蚀磨损工况下的工件表面,如泥浆泵、选矿机部件和水轮机叶片等经常受…     

动态力学分析法用于评价环氧树脂基体与复合材料耐热性的研究

用动态力学方法（DMA）研究了4种酸酐固化环氧树脂基体及一种拉挤环氧／玻璃纤维复合材料,力学损耗曲线上的损耗峰对应温度为材料的玻璃化温度Tg,弹性模量曲线上的切线玻璃化温度为材料的短时使用耐热温度Tu,弹性模量开始明显下降处为材料的长期使用耐热温度Tr。结果表明,DMA测量环氧树脂基体及其复合材料的玻璃化温度Tg具有很高的灵敏度,△Tg〈1℃;通过Tg可以比较不同环氧树脂基体及改性树脂配方的耐热性,确定最佳树脂配比,评价复合材料的耐热性;根据复合材料试样两次动态力学试验扫描得到的△t可以评价复合材料的制造工艺;根据Tu、Tr可以进一步评价环氧树脂基体及其复合材料的耐热性,为具体用途初选合适的耐热配方。     

低表面能氨基硅油改性聚氨酯研究

以液体端羟基聚丁二烯（HTPB）氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷（AEAPS）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）制备预聚体，利用多元胺（MOCA）为固化剂，制备一系列氨基硅油改性的聚氨酯。材料的力学性能、动态热力学分析、表面水接触角和表面光电子能谱（ESCA）的测试结果表明：HTPB－IPDI体系中，AEAPS的加入量控制在10％以下，改性聚氨酯的表面性能明显改善，而仍保持良好的力学性能。