聚氨酯弹性体/纳米SiO2复合材料的力学性能研究

采用预聚体的方法制备了聚氨酯弹性体(PUE)/纳米SiO2复合材料,通过AJ(OH)3对纳米SiO2表面改性以及超声波分散的方法来提高纳米SiO2在PUE基体中的分散性,并考查了表面处理前后的纳米SiO2对PUE/纳米SiO2复合材料力学性能的影响.结果表明:改性后的纳米SiO2能均匀分散于PUE基体中,复合材料的力学性能明显提高;纳米SiO2的用量对PUE/纳米SiO2复合材料的力学性能影响较大,并且当纳米SiO2的质量分数为2%和3%时,复合材料的拉伸强度和撕裂强度分别达到最大.     

表面改性对HDPE/Nano-CaCO_3复合材料性能的影响

采用熔融共混法制备了高密度聚乙烯(HDPE)/纳米碳酸钙(nano-CaCO3)复合材料,研究了nano-CaCO3表面改性前后对复合材料力学性能的影响,利用扫描电镜(SEM)分析了nano-CaCO3表面改性前后在HDPE基体中的分散性。结果表明:加入量较小时,nano-CaCO3表面改性与否对复合材料的力学性能及其在HDPE基体中的分散性基本没有影响;加入量较大时,表面改性nano-CaCO3使复合材料具有更好的力学性能,并且其在HDPE基体中的分散性也更好。     

表面改性对PP/Nano-CaCO_3复合材料性能的影响

采用熔融共混法制备了聚丙烯(PP)/纳米碳酸钙(nano-CaCO3)复合材料,研究了nano-CaCO3表面改性前后对复合材料力学性能的影响,利用扫描电镜(SEM)分析了nano-CaCO3表面改性前后在PP基体中的分散性。结果表明:加入量较小时,nano-CaCO3表面改性与否对复合材料的力学性能和在PP基体中的分散性基本没有影响;加入量较大时,表面改性nano-CaCO3使复合材料具有更好的力学性能,并且在PP基体中的分散性及其与PP基体间的界面黏结性也更好。     

纳米SiC的表面改性对CE/纳米SiC复合材料力学性能的影响

采用高分子偶联剂SCA-3和低分子偶联刑KH-560对纳米SiC进行表面改性,并分别制备了氰酸酯树脂(CE)/纳米SiC复合材料.考察了这两种偶联剂对CE/纳米SiC复合材料力学性能的影响,并用透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)表征了材料的微观结构和断面形貌,探讨了偶联剂的表面改性机理.结果表明,SCA-3比KH-560更能有效地改善CE的力学性能;相对纯CE而言,经SCA-3表面改性纳米SiC的质量分数为1%时,CE/纳米SiC复合材料的冲击强度和弯曲强度分别提高了91.38%和32.84%.     

纳米SiO2粉体有机化程度的表征及评价

采用热分析法研究了硅烷偶联剂KH-570、KH-590、KH-792与纳米SiO2粉体间的缩合反应过程,用傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析了KH-792用量与纳米SiO2粉体表面硅羟基峰面积之间的关系,考察了KH-570、KH-590、KH-792改性纳米SiO2粉体填充溶聚丁苯橡胶(SSBR)复合材料的性能。结果表明,硅烷偶联剂与纳米SiO2在90℃左右发生缩合反应,用缩合度可表征硅烷偶联剂对纳米SiO2粉体的改性程度;KH-792的用量为1~3份时,改性纳米SiO2粉体表面的硅羟基缩合度显著增加。3种偶联剂改性纳米SiO2均能改善SSBR复合材料的力学性能,其中KH-570的改性效果较差;当KH-590或KH-792用量为3份时,复合材料的力学性能最佳。KH-590或KH-792改性的纳米SiO2粉体在橡胶基体中的分散性明显得到改善,用其填充SSBR复合材料在应变试验范围内的储能模量变化值、损耗模量和损耗因子均低于纯SiO填充SSBR复合材料。     

PUE/微米SiO2复合材料抗冲蚀磨损性能研究

采用预聚体法制备了聚氨酯弹性体(PUE)/微米SiO2复合材料,通过硅烷偶联剂KH-550对微米SiO2表面改性以及超声波分散的方法来提高微米SiO2在PUE基体中的分散性,并研究了表面处理后微米SiO2对PUE/微米SiO2复合材料的磨损性能的影响.结果表明,经过表面处理微米SiO2的用量对复合材料的磨损性能影响较大...     

改性纳米二氧化硅的制备及其在溶聚丁苯橡胶/顺丁橡胶并用胶中的应用

用偶联剂KH570作修饰剂,采用液相原位表面修饰技术制备改性纳米二氧化硅,并考察其在溶聚丁苯橡胶(SSBR)/顺丁橡胶(BR)并用胶中的应用。结果表明:与未改性纳米二氧化硅相比,改性纳米二氧化硅在橡胶基体中的分散性较好,与橡胶的相容性提高,团聚减弱;改性纳米二氧化硅/SSBR/BR复合材料的物理性能和耐磨性能提高,Payne效应减弱;修饰量为50 mmol·kg~(-1)的改性纳米二氧化硅/SSBR/BR复合材料物理性能、耐热老化性能和耐磨性能最好。     

聚丙撑碳酸酯/纳米二氧化硅复合材料的制备

研究了硅烷偶联剂(包括KH-570、WD-923、WD-924、WD-932、WD-30、WD-51)以及官能小分子(丙烯酸AA、马来酸酐MA、甲苯-2,4-二异氰酸酯TDI、甲基丙烯酸甲酯MMA)改性对硅酸钠水解法制备的纳米Si O2在聚丙撑碳酸酯(PPC)中分散性的影响。发现利用KH-570改性以及丙烯酸原位接枝聚合的方法可以制备PPC/nano-SiO_2复合材料,纳米SiO_2在PPC中分散良好,所得膜的透光率为65%。FTIR、SEM、DSC、TG及力学性能分析结果表明,纳米SiO_2与PPC基体间存在较强的相互作用,SiO_2以纳米粒子形式均匀分散在PPC基体中,使PPC的热性能和力学性能都得到了较大提高。     

表面改性对LDPE/nano-ATH复合材料性能的影响

采用熔融共混法制备了低密度聚乙烯(LDPE)/纳米氢氧化铝(nano-ATH)复合材料,研究了nano-ATH表面改性前后对复合材料力学性能和阻燃性能的影响;利用扫描电镜(SEM)分析了nano-ATH表面改性前后在LDPE基体中的分散性。结果表明:表面改性nano-ATH使复合材料具有较高的拉伸强度和断裂伸长率;nano-ATH用量较少时,其表面改性与否对复合材料的阻燃性能基本没有影响;加入量较大时,表面改性nano-ATH使复合材料具有较好的阻燃性能,其在LDPE基体中的分散性也得到改善。     

低掺杂石墨烯对聚氨酯弹性体的增强作用

采用预聚体法,以聚环氧丙烷醚二醇、4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、1,4-丁二醇为原料,羧甲基纤维素钠改性的电化学法石墨烯（GN）为填料,制备了聚氨酯弹性体（PUE）/GN复合材料,并对PUE/GN复合材料进行了测试与表征。结果表明：GN在PUE基体中分散良好,与基体的相容性良好;与PUE相比,PUE/GN复合材料的热性能、力学性能显著提高,当掺杂0.10%(w)的GN时,PUE/GN复合材料的拉伸强度和撕裂强度分别达到38.64 MPa,97.79kN/m,质量损失5%时的温度提高20℃。     

酚醛树脂基耐磨复合材料的改性及性能

采用原位改性法合成腰果酚改性酚醛树脂,并与粒径不同的碳化硅(SiC)混合物复配制备了腰果酚改性酚醛树脂基耐磨复合材料。通过红外光谱证明成功合成了腰果酚改性酚醛树脂,且树脂符合磨具磨料用液体树脂的基本要求。扫描电镜SEM图及力学性能测试结果表明,与普通酚醛树脂相比,腰果酚改性酚醛树脂粘结Si C的能力更强,且偶联剂的加入能提高树脂与碳化硅之间的相容性。在腰果酚含量为15%时,固化剂含量为10%,偶联剂含量为2.5%时,改性酚醛树脂基复合材料的拉伸、弯曲等力学性均能达到最优。通过分析耐磨测试结果发现,二硫化钼的添加能有效降低复合材料的磨损率,提高腰果酚改性酚醛树脂基耐磨复合材料的耐磨性。     

硅溶胶改性紫外光固化环氧丙烯酸酯胶黏剂的研究

以正硅酸乙酯（TEOS）为无机前驱体,γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷（KH-570）为偶联剂,HCl为催化剂,采用溶胶-凝胶（Sol-Gel）法制得了硅溶胶,并以此硅溶胶对自制的紫外光固化环氧丙烯酸酯（EA）胶黏剂进行改性。通过傅立叶红外光谱（FT-IR）表征了EA的结构,通过热分析以及力学性能测试表征了此复合胶黏剂的热性能以及力学性能。结果表明：硅溶胶的加入显著地提高了环氧丙烯酸酯胶黏剂的耐高低温性能以及热稳定性,当硅溶胶的固体质量为体系总质量的40%时,复合胶黏剂在-196℃、室温、100℃的拉伸剪切强度分别提高了600%、320%、400%;热分解温度提高了50℃。     

不同粒径氧化锌以及改性纳米氧化锌对多功能PBAT复合膜的影响

采用溶剂铸膜法制备了聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯（PBAT）/聚乳酸（PLA）/对苯二甲酸二辛酯（DOTP）/氧化锌（ZnO）复合膜材料,并通过硬脂酸改性纳米ZnO,探讨了不同粒径ZnO以及改性纳米ZnO对复合薄膜力学性能、热性能、疏水性能、耐抽出性能以及抗菌性能的影响。结果表明,通过硬脂酸代替纳米ZnO表面的羟基极性基团,复合膜的耐抽出性能提高。硬脂酸的长链烷基与高分子链的链纠缠改善了改性纳米ZnO与PBAT的相容性。随着ZnO粒径的减小以及改性纳米ZnO含量的增大,复合薄膜的热性能有所下降,但耐抽出性能提高。拉伸强度提高,最高达到13.8 MPa。复合膜的疏水性能得到改善,接触角最高达到110°,复合膜材料的抑菌区域增大,抗菌性能有所增强。     

有机杂化纳米CaCO3/SiO2复合粒子对硅橡胶性能的影响

以纳米碳酸钙（CaCO3）为原料,采用溶胶沉积法制备出具有核/壳结构的纳米CaCO3/SiO2复合粒子,并将其原位有机杂化。用纳米CaCO3/SiO2复合粒子替代部分气相法白炭黑作为硅橡胶的补强填料,采用扫描电子显微镜、拉力试验机、热失重仪等对改性硅橡胶的力学性能和热稳定性能进行表征。结果表明：有机杂化剂的种类不同,纳为CaCO3/SiO2复合粒子对硅橡胶的补强效果不同;与用未杂化的纳米CaCO3/SiO2复合粒子取代部分气相法白炭黑的硅橡胶相比,用经A-151杂化的复合粒子取代部分气相法白炭黑的硅橡胶,其拉伸强度、断裂伸长率得到明显改善,耐热性也得到提高;但撕裂强度大大降低。同时还发现,硅橡胶的力学性能及耐热性能在很大程度上也与复合粒子的取代量有关;即使是经KH-570杂化的复合粒子,当取代量小于10%时,其硅橡胶的性能也优于全部用气相法白炭黑补强的硅橡胶。     

环氧树脂／碳化硅晶须导热复合材料的制备研究

用共混复合-浇注成型法制备环氧树脂／碳化硅晶须（EP／SiCw）导热复合材料,研究了导热填料种类、形状、用量和表面处理对复合材料的导热性能、力学性能和热性能的影响。结果表明,SiCw较SiCp更易改善材料的导热性能,热导率随SiCw用量的增加而增大,当SiCw体积分数为42．1％时,复合材料热导率为0．9611W／（m·K）;力学性能随SiCw用量的增加先增加后降低。表面处理有利于提高复合材料的导热性能和力学性能。SiCw的加入使环氧树脂的耐热性提高、Tg降低。     

碳化硅增强摩阻材料的制备及性能表征

选用不饱和树脂作为基体材料,偶联剂处理过的碳化硅作为填料,制备具有较好耐磨性和较高摩擦系数的聚合物基复合摩阻材料。实验结果表明:粒径400目的碳化硅作为摩阻材料的填料效果最佳,其添加量为10%时,该复合材料具有较低的磨损率,添加量为7%时,该复合材料的摩擦系数达到最大值。结合扫描电镜(SEM)和理论分析说明,硬度大的碳化硅作为磨料,起到了抵抗磨损和基本变形产生磨损的双重作用,并产生了微切削和犁沟效应,改变了材料的摩擦系数。     

镍-钨-碳化硅非晶复合刷镀工艺的研究

为进一步提高非晶态镍－钨合金镀层的硬度,耐磨和耐蚀性能,在镍－钨刷镀液中加入适量碳化硅微粒,共沉积制得含碳化硅26．0－21．3％（质量分数）的非晶态镍－钨－碳化硅复合镀层。利用X射线衍射技术分析了所得镍－钨－碳化硅镀层的结构,研究了镀层中碳化硅含量,热处理温度复合镀层硬度,耐磨性和抗高温氧化性的影响。结果表明：碳化硅的弥散强化作用和热处理能显著提高复合镀层的硬度,耐磨性和抗高温氧化性。     

SMA-纳米SiC及SMA-纳米金刚石复合膜制备及其Cu2+离子吸附性能

以纳米SiC及纳米金刚石粉体为添加剂,通过苯乙烯与顺丁烯二酸酐的聚合,成功制备了苯乙烯-马来酸酐-纳米碳化硅(SMA-纳米SiC)及苯乙烯-马来酸酐-纳米金刚石(SMA-nano diamond)复合薄膜材料。通过热重分析(TG)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)对吸附复合膜的结构进行表征。研究了SMA-纳米SiC及SMA-纳米金刚石复合膜的吸水性及其对二价铜(Cu²⁺)离子的吸附特性。结果表明,无机纳米颗粒的添加均提高了复合薄膜的耐热特性,提高了热分解温度。当纳米粉体含量在0.8~1.2 g之间,可以获得较为均匀的泡沫状多孔复合薄膜。浸泡6 h,纳米SiC添加量为1.0 g的复合膜吸水率低至4.81%。纳米金刚石添加量为1.0 g,复合膜吸水率低至3.52%。适量的纳米SiC及纳米金刚石可以提高复合膜的耐水性能。SMA-纳米SiC及SMA-纳米金刚石复合膜材料均对Cu²⁺离子具有一定的吸附特性,泡沫状复合膜吸附性能最佳。纳米SiC及纳米金刚石能够有效改善SMA膜对重金属离子的吸附性能。     

Preparation and mechanical properties researches of silane coupling reagent modified β-silicon carbide filled epoxy composites

The β-silicon carbide (β-SiC) micro particles modified by silane coupling reagent of γ-glycidoxy propyl trimethoxy silane (KH-560) were employed to prepare β-silicon carbide/epoxy resin (SiC/EP) by blending-casting moulding method to acquire polymer composites with high mechanical properties. Mechanical tests demonstrate that, both the flexural and impact strength of the composites increased firstly with the increasing content of SiC, but decreased with excessive addition of SiC. When the mass fraction of SiC was 10%, the mechanical properties of SiC/EP composites were maximum. Meantime, the use of SiC particles modified by KH-560 significantly enhanced mechanical properties of SiC/EP composites. The surface performance of SiC was characterized and analyzed by XPS, FTIR and TGA. The results indicated that a chemical bonding formed between KH-560 and SiC, and a layer of organic single molecule membrane formed on the surface of SiC. And the maximum mass fraction of KH-560 coated on the surface of SiC was about 2.62%.     

改性碳纳米管增强热塑性聚氨酯复合材料的性能研究

以碳纳米管（CNTs）和热塑性聚氨酯（TPU）为原料,通过硫酸（H₂SO₄）/硝酸（HNO₃）混合溶液处理碳纳米管颗粒表面以达到改性的效果,使用改性过后的碳纳米管熔融共混制备出TPU/CNTs复合材料。研究了不同含量的CNTs对TPU基体的流变、力学、耐磨性以及热性能的影响。结果表明, 改性过后的CNTs在TPU基体中形成了良好的分散性和相容性;TPU/CNTs复合材料在高频剪切下保留了复合材料的加工流动性,并且复合材料的拉伸强度以及耐磨性相较于TPU有明显的增强,其中在改性碳纳米管含量较低时,复合材料的力学性能改善较为明显;改性CNTs的加入提高了TPU基体的熔融温度和结晶度;改性CNTs的加入提高了复合材料的热降解温度,提高了TPU基体的热稳定性。