纳米TiO_2的表面改性及MF/纳米TiO_2复合树脂的制备

采用硅烷偶联剂KH550对纳米TiO2进行表面改性,将改性纳米TiO2与三聚氰胺甲醛树脂(MF)混合,制备MF/纳米TiO2复合树脂。红外分析表明偶联剂成功接枝于纳米TiO2表面;热失重分析得出表面改性的最佳工艺为:改性剂的添加量2%,改性温度70℃,改性时间120min;透射电镜分析表明纳米TiO2的表面改性提高了其在有机溶剂中的分散性;研究TiO2添加量对MF/纳米TiO2复合树脂的粘度、固化时间、固化温度和抗菌性的影响,结果表明TiO2的添加对树脂固化时间和固化温度影响很小,但能显著提高材料的粘度和抗菌性能。     

纳米金刚石增强光固化复合树脂中的逾渗现象

采用3种不同粒径的纳米金刚石与树脂基体、光固化剂和其他填料复合,合成光固化复合树脂。探讨纳米金刚石对光固化复合树脂挠曲强度、固化深度等性能的作用规律。结果表明,纳米金刚石可显著地增强树脂的挠曲强度、弹性模量等机械性能,但也会降低树脂的固化深度。发现纳米金刚石对光固化复合树脂的增强作用中存在逾渗现象,即当纳米金刚石含量达到一定数值后会导致树脂的机械性能明显降低。性能最佳的光固化复合树脂应该选择粒径为220nm的纳米金刚石,其添加量在0.15%左右为宜。     

表面活性剂对金刚石在树脂中悬浮性及与树脂结合性的影响

用KH550硅烷偶联剂和聚电解质型表面活性剂聚乙烯亚胺(PEI)分别对金刚石进行表面改性,研究了KH550和PEI对金刚石表面电性、金刚石在聚酰胺酰亚胺树脂液中的悬浮性及与树脂结合性的影响.结果表明:改性后金刚石表面的电性能发生显著变化,在酸性条件下,zeta电位绝对值明显提高,颗粒间的静电斥力增强,改善了金刚石在树脂液中的悬浮稳定性;改善了树脂对金刚石表面润湿性及其界面结合性,提高了线锯的切割性能;KH550对金刚石的改性效果优于PEI的改性效果.     

纳米SiO2改性竹纤维/乙烯基树脂复合材料界面相容性

以乙烯基树脂(VE)为基体,竹纤维(BF)为增强材料,通过偶联剂KH602对纳米SiO₂进行改性处理,并利用改性后纳米SiO₂分别对竹纤维和树脂进行改性处理,采用真空辅助树脂传递模塑成型工艺(VARTM)制备了BF/VE复合材料。采用FTIR、SEM对改性后纤维和树脂的表面物理化学状态进行表征,结果表明:改性纳米SiO₂成功化学接枝到竹纤维表面且分散到树脂基体中,改性纳米SiO₂在BF1/VE0.5 (用1.0wt%改性纳米SiO₂改性纤维和0.5wt%改性纳米SiO₂改性树脂)复合材料中分散更为均匀;采用力学试验机和SEM对复合材料力学、断口和表面形貌进行分析,考察改性纳米SiO₂的添加量对BF/VE复合材料力学性能、界面性能的影响。结果表明:BF1/VE0.5复合材料的拉伸、弯曲及冲击强度分别达到最大值49.0 MPa、70.6 MPa和150.4 J/m,与未处理的复合材料相比分别提高了18.9%、26.1%、70.7%。此外,还初步探讨了改性纳米SiO₂的界面增强机制。      

铬-纳米金刚石复合镀影响因素的研究

在对市售纳米金刚石进行适当的机械化学改性、分散及分级,制得粒度分布在150nm 以内、浓度可调、分散稳定、不含污染镀液成分的复合镀用纳米金刚石悬浮液的基础上,研究了工艺条件、纳米金刚石粒度和表面状态、镀液中添加表面活性剂对铬-纳米金刚石复合镀镀层性能的影响。结果表明,常规硬铬电镀工艺同样适合于铬-纳米金刚石复合镀;纳米金刚石团聚体解聚、粒度分布均匀和在镀液中稳定分散是得到高性能镀层的前提条件;颗粒能否在阴极粘附足够长的时间形成强吸附是颗粒沉积的关键,标准镀液中加入纳米金刚石镀层显微硬度反而降低,添加表面活性剂镀液中的复合镀层晶粒明显细化、显微硬度提高可达35%。     

羟化聚天冬氨酸/纳米SiO_2复合高吸水性树脂的制备与性能

以中间体聚琥珀酰亚胺(PS)I和改性纳米SiO2为原料,己二胺为交联剂,乙醇胺为改性剂,采用溶液一步合成法制备了羟化聚天冬氨酸/纳米SiO2复合高吸水性树脂,探讨了SiO2用量对复合树脂吸液倍率和耐盐性的影响,考察了复合树脂在不同盐溶液和自来水中的吸液性能,采用热重分析法测定树脂的热稳定性,SEM和FTIR观察、鉴定了树脂的形态和组成,结果表明,SiO2的添加能够大幅提高吸水性树脂的耐盐性能,表面改性的纳米SiO2与羟化聚天冬氨酸结合牢固,在体系中分散均匀。复合树脂具有良好的吸液性、耐盐性、热稳定性及保水性能。     

玻璃纤维表面纳米SiO_2改性对GF/PCBT复合材料力学性能的影响

为研究玻璃纤维(GF)表面纳米SiO2改性对GF增强树脂基复合材料力学性能的影响,利用真空辅助模压(VAMP)工艺制备了不同含量的纳米SiO2表面改性GF增强聚环状对苯二甲酸丁二醇酯(PCBT)复合材料。分析了GF表面改性对GF/PCBT复合材料力学性能的影响,研究了纤维表面改性对GF/PCBT复合材料抗湿热老化性能的影响规律。纤维拔出试验结果表明:经表面处理的GF/PCBT复合材料的界面剪切强度提高了1.16倍;采用含量为0.5wt%和2wt%(与树脂质量比)的纳米SiO2处理GF表面后,复合材料的三点弯曲强度分别提高1.5倍和1.67倍,弯曲模量分别提高1.03倍和1.17倍。SEM结果显示:当纳米SiO2用量为2wt%时,破坏后的纤维表面被树脂完全覆盖,树脂与纤维粘结良好。在湿热条件下,由于纳米SiO2颗粒的存在,水分子很难通过界面相扩散到改性后的材料内部,其抗湿热性能提高。     

纳米氧化铝颗粒对高性能环氧树脂玻璃化转变温度的影响

采用机械分散工艺制备了Al2O3/环氧复合材料,研究了颗粒含量和颗粒表面改性对复合材料玻璃化转变温度(Tg)的影响规律。结果表明:微米颗粒的加入并未改变环氧树脂的Tg,而纳米颗粒的加入则产生了较大影响。当未表面改性的Al2O3纳米颗粒含量超过10%(质量分数,下同)时,复合材料的Tg开始下降;纳米颗粒含量为18%时,相比纯树脂体系,复合材料的Tg下降了约25℃。经过辛基硅烷表面改性的纳米Al2O3颗粒与树脂的相容性得到改善,对体系的增黏效果减小,复合材料的Tg降低幅度较小。     

纳米SiC改性氰酸酯树脂基复合材料的研究

在一定条件下于氰酸酯树脂中掺入纳米SiC,并对其进行改性研究.实验发现,纳米SiC对氰酸酯树脂有明显的催化作用.力学性能测试结果表明,改性后树脂的增韧效果明显,冲击强度提高了123.62%,弯曲强度提高了140.29%.透射电镜(TEM)和差示扫描量热(DSC)分析测试结果表明,纳米SiC与氰酸酯树脂结合紧密,并以纳米尺寸分散于树脂网络中.改性后树脂的玻璃化温度Tg在原树脂基础上升高了12℃,并保持了原树脂良好的耐热性能.     

改性金刚石膜的形貌、结构和附着性能

为了提高金刚石膜/基附着力,通过氧辅助使高温钨丝蒸发,在基底表面与碳氢基团反应生成纳米碳化钨,从而得到金刚石和纳米碳化钨混合的改性金刚石膜.用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和压痕法研究了改性金刚石膜的形貌、结构和附着力性能.结果表明,碳钨化合物以纳米相存在于改性金刚石膜中.碳钨化合物的存在使改性金刚石膜的硬度下降,但是适当的碳钨化合物能使膜/基附着力性能得到较大提高.当氧气通入量为1.2sccm时,膜/基附着力性能最好.     

聚丙烯/改性煤系高岭土复合材料的制备与性能

煤系高岭土经过硅烷偶联剂表面改性后,与聚丙烯(PP)树脂熔融共混制备出聚丙烯/改性煤系高岭土复合材料。通过X射线衍射、红外光谱、力学性能和扫描电镜分析,研究了改性煤系高岭土的填充量对复合材料力学性能的影响。结果表明,利用硅烷偶联剂可以实现煤系高岭土的表面改性。改性煤系高岭土填充量为3%时,复合材料具有最佳的冲击韧性。填充量为5%时,复合材料的断裂伸长率达到最大值。随着改性煤系高岭土填充量的增加,复合材料的弯曲强度和弯曲模量逐渐增大,填充量为10%时,二者比纯PP分别提高14.5%和27.5%。     

水性上浆剂对碳纤维表面及碳纤维/环氧树脂复合材料界面性能的影响

以4,4'-亚甲基双(异氰酸苯酯)(MDI)为扩链剂, 将Triton X-100(TX-100)引入到双酚A二缩水甘油醚(DGEBA) 中, 设计合成水性碳纤维上浆剂(DGEBA-MDI-TX-100), 并利用合成的水性上浆剂对碳纤维表面进行改性。在此基础上, 以环氧树脂为基体, 制备碳纤维/环氧树脂复合材料, 研究了水性上浆剂改性碳纤维对碳纤维表面性能及其复合材料界面性能的影响。结果表明:与未经处理的碳纤维相比, 经过上浆剂改性后的碳纤维润湿性能得到了较大的提高, 与环氧树脂的接触角下降了 9.1%;与环氧树脂复合后制备的复合材料的界面剪切强度提高了64.7%。      

表面改性对介孔硅酸钙镁/聚醚醚酮复合材料性能的影响

实验制备了介孔硅酸钙镁/聚醚醚酮复合骨修复材料, 采用砂纸打磨及喷砂对其表面进行改性。结果表明: 表面改性明显提高了复合材料表面的粗糙度和亲水性(水接触角降低), 喷砂在复合材料表面暴露出大量的介孔硅酸钙镁, 形成了多孔结构, 粗糙度和亲水性提高最大。表面改性复合材料在模拟体液中浸泡7 d后, 表面都形成了大量磷灰石; 表面改性促进了MC3T3-E1细胞在复合材料表面粘附、增殖和分化。喷砂比砂纸打磨更明显地提高了复合材料的生物学性能。     

Effect of nano-SiO2 modified emulsion sizing on the interfacial adhesion of carbon fibers reinforced composites

The influence of nano-SiO₂ modified epoxy emulsion sizing on the interfacial adhesion properties of carbon fibers reinforced composites was investigated. The interfacial interaction between carbon fibers and the matrix was characterized by X-ray photoelectron spectrometry (XPS), scanning electron microscopy (SEM) and three-point short-beam shear testing. The results showed that the amount of hydroxyl groups was slightly increased on the carbon fibers surface after treatment with nano-SiO₂ modified sizing. Compared to the unsized composites, the interlaminar shear strength (ILSS) values for the composites with unmodified sizing and nano-SiO₂ modified sizing were increased by 9% and 14%, respectively. The holes and carbon fibers pullout were not observed in their fracture sections. Surprisingly, the fracture section of the composites with nano-SiO₂ modified sizing was more compact and the fiber debonding was more difficult.     

聚乙二醇改性相变微胶囊制备MicroPCMs-WF/HDPE复合材料物理力学性能

以正十二烷醇（DA）为芯材,密胺树脂（MF）和聚乙二醇改性密胺（PMF）树脂为壁材制备了相变微胶囊（MicroPCMs）,并分别添加到木粉/高密度聚乙烯（WF/HDPE）复合材料中,获得了具有相变蓄热能力的MicroPCMs-WF/HDPE复合材料。采用SEM、FTIR和纳米压痕等方法对MicroPCMs的表面形态、力学性能进行了分析与表征,同时对MicroPCMs-WF/HDPE复合材料的物理力学及热性能进行了测试。结果表明:经聚乙二醇改性后,改性微胶囊（PMF-MicroPCMs）的弹性模量和硬度较未改性微胶囊（MF-MicroPCMs）分别增加了13.9%和30.0%;MicroPCMs-WF/HDPE复合材料的熔融温度区间（22.2~28.7℃）满足人体舒适温度范围,较纯WF/HDPE复合材料温度变化速率明显减缓;相比纯WF/HDPE复合材料,MicroPCMs-WF/HDPE复合材料的吸湿性、冲击强度和表面硬度增加,弯曲和拉伸性能下降;PMF-MicroPCMs-WF/HDPE复合材料的性能均优于MF-MicroPCMs-WF/HDPE复合材料,且达到了木塑装饰板材的力学性能标准要求。      

Kevlar缝线表面处理对炭纤维/双马来酰亚胺树脂缝合复合材料界面性能的影响

为了改善Kevlar缝线缝合复合材料的耐湿热性能, 采用化学接枝烯丙基的方法对Kevlar缝合线进行表面改性处理。通过力学测试、 扫描电子显微镜(SEM)、 光电子能谱分析(XPS)对表面改性的纤维进行表征。实验结果表明, 化学处理的Kevlar缝线表面变得粗糙, 缝线表面氧元素的含量提高23%, 在合适的处理条件下, 缝线的拉伸强度降低很小。同时通过测试干、 湿态下炭纤维/双马来酰亚胺树脂缝合复合材料层压板的层间剪切强度, 研究了化学表面处理的Kevlar缝线对缝合炭纤维/双马来酰亚胺树脂复合材料界面性能的影响。测试结果显示, 表面处理后Kevlar缝线缝合的复合材料的吸湿率降低约52%, 湿态层间剪切强度保持率提高15%。      

不同偶联剂改性PTW对PP/GF复合材料性能的影响

目的研究六钛酸钾晶须表面改性对聚丙烯复合材料的力学性能影响,以探索最佳表面改性手段。方法分别采用硅烷偶联剂KH550、KH570、正十二烷基三甲氧基硅烷,钛酸酯偶联剂NDE311、改性六钛酸钾晶须(PTW),然后将改性过的六钛酸钾晶须、玻璃纤维、聚丙烯通过熔融共混制得聚PP/GF/PTW复合材料。结果比较六钛酸钾晶须经不同偶联剂改性前后对聚丙烯/玻璃纤维复合材料性能的影响,发现改性过的六钛酸钾晶须可改善复合材料的力学性能。比较不同偶联剂改性六钛酸钾晶须对聚丙烯/玻璃纤维复合材料性能的影响,发现经KH550偶联剂处理后,与未改性相比,复合材料的弯曲性能提高了58.63%,拉伸性能提高了16.07%,冲击性能提高了63.1%。结论六钛酸钾晶须经KH550偶联剂处理后,复合材料的综合性能最好。     

废胶粉/空心玻璃微珠改性环氧树脂的结构与性能

研究了微波辐射改性废胶粉(WRP)、偶联剂改性空心玻璃微珠(HGM)对环氧树脂复合材料的结构和性能的影响.采用差示扫描量热、热重分析等方法进行测试和表征,用扫描电镜观察了复合材料的断面形态.结果表明,少量合适粒径的改性WRP可以提高环氧树脂复合材料的冲击强度,适量的改性HGM可以提高复合材料的T<,g>和弯曲强度,并改...     

炭黑的表面修饰及其对炭黑/硅橡胶导热性能的影响

通过采用羟基硅油对炭黑表面修饰, 改善炭黑与硅橡胶之间的相容性, 从而减小炭黑与硅橡胶界面热阻, 制备了高导热系数炭黑填充硅橡胶, 研究了炭黑填料与硅橡胶的相容性及炭黑/硅橡胶的导热系数。结果表明: 与原炭黑/硅橡胶体系相比, 经过羟基硅油修饰的炭黑与硅橡胶的相容性得到明显改善。当经表面修饰炭黑的质量分数为36.59%时, 表面修饰炭黑/硅橡胶的导热系数可达到0.591 W·(m·K)^-1, 较同含量未修饰炭黑/硅橡胶的导热系数高38.7%。