GO的加入方式对GO/PF复合材料性能的影响

分别采用原位聚合、物理共混和球磨方法制备氧化石墨烯(GO)/酚醛树脂(PF)复合材料,研究GO的不同加入方式对GO/PF复合材料的热性能、力学性能、动态力学性能、蠕变和应力松弛的影响。研究结果表明:通过原位聚合法,GO/PF复合材料初始分解温度比纯酚醛树脂提高了43.8℃,冲击强度提高了18.6%;通过球磨法,GO/PF原位复合材料的玻璃化转变温度提高了7.9℃,蠕变性能和松弛模量分别提高了64.7%和58.6%,表明GO的加入方式对GO/PF复合材料的结构和性能具有较大的影响。     

剑麻纤维素微晶/酚醛树脂力学性能和动态力学性能的研究

采用硅烷偶联剂KH550对从剑麻中提取的剑麻纤维素微晶(SFCM)进行改性,对SFCM与酚醛树脂(PF)进行熔融共混、用模压成型工艺制备SCFM/PF复合材料,研究SFCM含量对复合材料的力学性能、动态力学性能、蠕变和应力松弛性能的影响。结果表明,与PF相比,SFCM/PF复合材料的冲击强度和弯曲强度分别提高了54.94%,31.37%,储能模量提高了30%,玻璃化转变温度提高了41℃,蠕变和应力松弛性能也得到了提高。     

BPR含量对BPR/SF/PF复合材料摩擦磨损性能和力学性能的影响

将硼酚醛树脂(BPR)与普通酚醛树脂(PF)熔融共混,再加入经过碱处理的剑麻纤维(SF),通过模压成型工艺制备BPR/SF/PF复合材料。利用定速式摩擦试验机和电子万能试验机研究了BPR含量对复合材料摩擦磨损性能及力学性能的影响,采用扫描电镜观察了复合材料磨损表面的形貌。结果表明:在BPR/PF=50/100时,与普通PF/SF复合材料相比,BPR/SF/PF复合材料在300℃下的磨损率降低了42%,冲击强度提高了14%,弯曲强度和弯曲模量分别提高了25%和36%;复合材料磨损面形貌显示,加入BPR后,复合材料由疲劳磨损转变为磨粒磨损。     

MGOs/MSFCM协同增强PF力学性能研究

分别采用经γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)改性的氧化石墨烯(MGOs)和剑麻纤维素微晶(MSFCM)与酚醛树脂(PF)进行熔融共混,通过辊炼、模压成型方法制备MGOs-MSFCM/PF复合材料,研究MGOs的含量对MGOs-MSFCM/PF复合材料的力学、应力松弛、蠕变及摩擦性能的影响。结果表明:与MSFCM/PF复合材料相比,经过MGOs-MSFCM协同增强的PF复合材料的力学、蠕变和应力松弛性能均有明显提高,且当MGOs质量分数为3%时,MGOs-MSFCM/PF复合材料的冲击强度、弯曲强度、弯曲模量、松弛模量分别提高了13.2%,14.1%,27.8%,19.5%。     

PHET/PF原位复合材料力学、动态力学和热性能研究

自行合成了端羟基的热致性聚酯液晶(PHET),采用原位复合的方法制备了热致性聚酯液晶(PHET)/酚醛树脂(PF)原位复合材料,研究了PHET的用量对PHET/PF原位复合材料的冲击强度、弯曲强度、动态力学性能、热性能等的影响。结果表明,PHET的加入可以提高PHET/PF原位复合材料的力学性能、动态力学性能和热性能,当PHET质量分数为7.5%时,原位复合材料的冲击强度、弯曲强度和玻璃化转变温度(Tg)分别提高了44.69%、44.68%和22.9℃。在200℃时,PHET/PF共混物中液晶丝状织态结构明显且分布连续。     

表面改性对酚醛树脂/氧化石墨烯复合材料的力学性能与摩擦性能的影响

采用硅烷偶联剂KH550对氧化石墨烯(GO)进行表面改性,制备改性的氧化石墨烯(MGO),采用FTIR和XRD对MGO进行结构表征,通过共混、混炼、模压成型工艺制备酚醛树脂(PF)/MGO复合材料,研究GO的表面改性对PF复合材料的力学性能、动态力学性能和摩擦性能的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的磨损表面进行形貌分析。结果表明:GO的表面改性对提高PF复合材料的力学和动态力学性能、摩擦学性能具有明显效果,相比于未改性的PF/GO复合材料,其冲击强度提高了24.32%,弯曲强度提高了10.95%,弯曲模量提高了21.21%,松弛模量提高了42.22%,形变率降低了40.79%,同时改性的PF/MGO复合材料具有较高的摩擦系数和磨损率;扫描电镜观察结果显示,复合材料的磨损表面显得平整、光滑。     

萘酚改性烯丙基化环保型酚醛树脂的合成及研究

分别以环保型PF(酚醛树脂)和萘酚改性环保型PF为母体,成功合成了烯丙基化PF和萘酚改性烯丙基化PF,并制备了萘酚改性烯丙基化PF/BMI(双马来酰亚胺)共聚树脂;然后分别以上述树脂作为基体树脂,制备了玻璃纤维增强型复合材料。结果表明:当基体树脂为萘酚改性烯丙基化PF/BMI共聚树脂时,相应复合材料的冲击强度(321.6 kJ/m2)和弯曲强度(524.1 MPa)比萘酚改性烯丙基化PF基复合材料提高了11.0%和46.3%,比未改性环保型烯丙基化PF基复合材料提高了42.8%和258.2%,说明萘酚改性烯丙基化PF/BMI共聚树脂的增韧效果优于萘酚改性烯丙基化PF;萘酚改性烯丙基化PF/BMI共聚树脂基复合材料的耐热性能优于未改性烯丙基化PF体系,这是因为前者800℃时的残炭率(39.62%)高于后者(10.92%)所致。     

双马来酰亚胺改性酚醛树脂的制备及其性能研究

采用烯丙基氯对PF(酚醛树脂)进行醚化,得到AEN(烯丙基化酚醛树脂);然后将其与BMI(双马来酰亚胺)共聚,制备BMAEN(BMI改性AEN)。采用红外光谱(FT-IR)法、差示扫描量热(DSC)法和热失重分析(TGA)法等手段对其结构和耐热性等进行了表征与分析。结果表明:BMAEN的耐热性能良好,其5%失重温度提高了47.5℃、最快热分解温度为462.0℃且800℃时残炭率为47.48%;BMAEN基玻璃纤维增强型复合材料的力学性能明显优于未改性PF基玻璃纤维增强型复合材料。     

原位聚合法制备酚醛树脂/氧化石墨烯复合材料

以自制的氧化石墨烯(GO)为改性填料,采用原位聚合法制备了酚醛树脂(PF)/GO复合材料,通过X射线衍射仪、红外光谱、扫描电镜、热重分析及力学性能测试研究了产物结构,GO在PF中的分散以及GO含量对PF/GO复合材料性能的影响。结果表明,GO在PF基体中的分散度可达到微米级,且未与PF发生化学反应。适量引入GO,可有效提高PF的力学性能和热稳定性,当GO的质量分数为1.0%时,PF/GO的冲击强度和弯曲模量达到最大值7.15 kJ/m~2和19.57 GPa,分别比纯PF提高了14.04%和17.96%,当GO质量分数为1.5%时,PF/GO热稳定性最好,T_(5%)、T_(max)和800℃残炭率分别比纯PF提高58.3℃,8.2℃和2%。     

醋酸锆改性酚醛树脂复合材料的性能研究

以玻璃纤维(GF)为增强材料,制备了玻纤/醋酸锆改性酚醛树脂(GF/ZPF)复合材料,考察了树脂中锆含量对复合材料弯曲强度、线烧蚀率的影响以及复合材料线烧蚀率和烧蚀形貌随烧蚀时间的变化。结果表明,ZPF在1000℃的残炭率为68.7%,相比纯酚醛树脂(PF)提高了21.7%;当树脂中锆含量为14%时,GF/ZPF复合材料的弯曲强度达到最高值642MPa;当锆含量由10%增加到15%时,GF/ZPF复合材料的线烧蚀率由0.0305mm/s降低到0.0208mm/s;随着烧蚀时间的延长,GF/ZPF复合材料的线烧蚀率基本没有变化,表明GF/ZPF复合材料具有优异的耐烧蚀性能。