超支化聚酰胺改性多壁碳纳米管的制备与表征

采用硫酸和硝酸的混合液氧化多壁碳纳米管(MWCNTs),再用二氯亚砜将氧化产生的羧基酰氯化,进一步与带有活性端基的超支化聚酰胺(HBPA)反应,得到超支化聚酰胺修饰的碳纳米管。采用红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及热重分析(TGA)对化学修饰的碳纳米管进行了表征。结果表明HBPA接枝到碳纳米管上,在碳纳米管表面形成聚合物层。由TGA曲线计算出改性碳纳米管的接枝率约为27%;SEM结果表明接枝后的碳纳米管在无水乙醇中的分散性更好。     

环氧树脂/超支化聚酯/纳米SiO2复合材料的制备及性能

采用超支化聚酯与聚硅酸溶胶共混改性环氧树脂,制备了环氧树脂/超支化聚酯/纳米SiO2三元共混体系纳米复合材料。研究了超支化聚酯/聚硅酸溶胶增韧改性环氧树脂固化体系的力学性能及热性能,通过X射线衍射(WAXD)、差示扫描量热(DSC)、热重分析(TGA)及扫描电镜(SEM)等测试手段对材料的微观相态结构与性能进行了表征。结果表明,超支化聚酯/聚硅酸的加入使纳米复合材料的力学性能和热性能得到明显提高。当纳米SiO2的含量为1%(质量分数,下同)时冲击强度比纯环氧树脂提高了10.48kJ/m2,材料的起始热分解温度也提高了27℃。     

双亲无规共聚物修饰碳纳米管/环氧树脂复合材料的制备与性能

通过自由基聚合法制备无规共聚物聚甲基丙烯酸缩水甘油酯/N-乙烯基咔唑P(GMA-co-NVC),并将其对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行非共价键表面修饰得到P(GMA-co-NVC)/MWCNTs,再与环氧树脂(EP)复合,采用浇注成型法制备聚合物改性碳纳米管/环氧树脂复合材料。通过拉伸实验、电阻率测试和差式扫描量热法研究聚合物改性碳纳米管对环氧树脂力学、电学和热学性能的影响。结果表明:修饰后的碳纳米管比原始碳纳米管对环氧树脂有更明显的增强和增韧作用,当P(GMA-co-NVC)/MWCNTs质量分数为0.25%时,复合材料的体积电阻率为106Ω·m,相比于纯环氧树脂(1014Ω·m)下降了8个数量级,玻璃化转变温度(Tg)也由144℃提高至149℃。     

NBR-g-(GMA-co-St)的制备及其对PBT/PP复合材料的性能影响

以丁腈橡胶接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯-苯乙烯共聚物[NBR-g-(GMA-co-St)]为相容剂，制备了聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚丙烯(PBT/PP)复合材料。通过傅利叶红外光谱仪(FT-IR)对丁腈橡胶接枝物进行结构分析，通过力学、动态力学分析(DMA)、差示扫描量热仪(DSC)、热失重(TG)和扫描电子显微镜(SEM)等分析手段对复合材料进行表征。结果表明：接枝过程中加入与甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)同质量比的苯乙烯能有效地提高相对接枝度，降低交联度；NBR-g-(GMA-co-St)具有增韧作用，添加NBR-g-(GMA-co-St)使PBT/PP复合材料的冲击强度上升，拉伸强度下降；NBR-g-(GMA-co-St)的加入使分散相粒子尺寸变小，改善了复合材料的相容性；相容剂的加入降低了复合材料的熔融温度和结晶温度。     

超支化聚酰胺酯/环氧树脂力学性能的研究

采用超支化聚酰胺酯作为增韧剂,制备环氧树脂复合材料.测试其力学性能、热学性能,并用扫描电镜对冲击断面进行了观察比较.结果表明,超支化聚酰胺酯的加入使环氧树脂的冲击强度从12.27kJ/m2提高到29.78kJ/m2,并且其拉伸和弯曲强度都没有下降.弯曲测试和冲击断面都表现出明显的应力发白现象,进一步验证了超支化聚合物的空穴化理论在提高高聚物韧性中的作用.同时,扫描电镜图片显示复合材料呈现蜂窝形态,有大量撕裂物,应力条纹趋于分散.复合材料的耐热性能变化不大.     

多壁碳纳米管/环氧树脂复合材料的制备及性能

以化学修饰法在多壁碳纳米管上成功接枝了四乙烯五胺,并用溶液共混法制备出多壁碳纳米管/环氧树脂复合材料。使用电子拉力试验机、Agilent 4294A、差示扫描量热(DSC)和扫描电镜(SEM)对复合材料进行研究。结果表明,修饰后的碳纳米管能均匀分散在基体中,添加经修饰后的碳管比添加原始碳管更能提高环氧树脂的力学强度、热稳定性和介电性能。当经修饰后的碳管质量分数为1.5%时拉伸强度和断裂伸长率分别增加了84.3%和150%,玻璃化转变温度提高了32℃,复合材料的介电常数高达25.8。     

碳纳米管/石墨烯杂化材料改性环氧树脂力学性能研究

通过超声离心将酸化石墨烯和羟基化的多壁碳纳米管按照不同比例成功合成碳纳米管/石墨烯杂化材料。将杂化材料分散在环氧树脂体系中制备环氧树脂复合材料样条,研究杂化材料对环氧树脂力学性能的影响。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和拉伸力学性能测试分析了杂化材料的分散性等微观结构以及环氧树脂复合材料的力学性能及断面形貌。碳纳米管/石墨烯杂化材料对环氧树脂有增强增韧的效果,其中石墨烯与碳纳米管之比为2∶1的杂化材料对环氧树脂的增强增韧效果最好。     

纤维素纳米晶/环氧树脂复合材料的制备及性能研究

以过硫酸铵氧化微晶纤维素得到纤维素纳米晶(CNC),与二乙烯三胺在N,N-二甲基甲酰胺(DFM)中发生缩合接枝反应,制备胺化纤维素纳米晶(ACNC)。采用溶液共混法,分别将CNC和ACNC与环氧树脂复合得到纤维素纳米晶/环氧树脂复合膜,纤维素纳米晶不仅起到增强剂的作用,还起到固化交联剂的作用,进而改善环氧树脂的性能。利用万能力学试验机、动态热机械性能、环境扫描电子显微镜、热重分析等对复合材料的性能加以表征分析。结果证明,当CNC和ACNC的添加量均为0.1%时,环氧树脂复合膜的机械强度最大;纤维素纳米晶的加入不仅能够提高环氧树脂的力学性能,还能显著改善其柔韧性,ACNC对环氧树脂复合膜的增强作用高于CNC,CNC的增韧作用强于ACNC。     

重氮盐电化学还原接枝法制备碳纳米管/碳纤维杂化增强体

为改善碳纤维/环氧树脂复合材料界面性能,采用重氮化电接枝法制备碳纳米管/碳纤维杂化增强体。首先采用混酸处理碳纳米管,得到微纳米级长度、端帽切除、具有更多悬挂键和活性反应位点的碳纳米管;再以重氮盐的非质子溶剂溶液为电解液,通过重氮盐电化学接枝将处理的碳纳米管均匀接枝到碳纤维表面,成功制备了碳纳米管/碳纤维杂化增强体。所制备增强体与环氧树脂的浸润性明显改善,有望改善界面载荷传递性能,提高复合材料界面剪切强度。     

高性能环氧树脂基复合材料的研究进展

环氧树脂具有优异的力学性能、耐腐蚀、易加工等特点,应用领域非常广阔,但其具有较大的脆性、较弱的耐冲击性等缺点,限制了其进一步的发展。近年来,高性能环氧树脂基复合材料成为了学者们的热点研究课题。本文从环氧树脂的增韧、耐热、增强三个方面对高性能环氧树脂基复合材料的现状进行了阐述,其中增韧方面重点介绍了橡胶增韧、热塑性树脂增韧、超支化聚合物增韧、含柔性链段固化剂增韧、互穿网络聚合物增韧、纳米填料增韧、热致液晶聚合物增韧等方法;耐热方面重点介绍了增加基材官能度、引入耐热刚性基团、有机硅改性、POSS改性等方法;增强方面重点介绍了碳纤维增强、玻璃纤维增强、碳纳米管增强、其他纤维增强等方法。最后对目前存在的问题和未来的发展方向进行了展望。     

超支化聚酯基二茂铁/环氧树脂复合材料的制备及性能

以第3代环氧端基脂肪族超支化聚酯（EHBP）增韧的环氧树脂（E-51）为基体材料,超支化聚酯基二茂铁（HBPE-Fc）为吸波剂,制备具有一定力学承载及电磁性能的超支化聚酯基二茂铁/环氧树脂（HBPE-Fc/E-51）复合材料,并通过力学性能测试及扫描电镜、矢量网络分析仪等研究了该复合材料的力学及电磁性能。结果表明,添加较低含量的HBPE-Fc能较好地改善环氧树脂体系的拉伸及冲击性能,第4代HBPE-Fc质量分数为2%时,与纯环氧树脂体系相比,HBPE-Fc/E-51复合材料的拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度分别提高了21.81%、34.32%和15.41%,对固化体系的拉伸断面分析发现引入HBPE-Fc后材料表现出韧性断裂。HBPE-Fc/E-51复合材料的玻璃化转变温度在105.29~130.27 ℃之间,具有良好的热稳定性,同时该复合材料具有一定的电磁特性。     

表面接枝TDI碳纳米管/聚氨酯复合材料的研制

为改善碳纳米管的分散性,用2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)对碳纳米管进行表面修饰,采用溶液复合方法与聚氨酯共混制备了碳纳米管/聚氨酯复合材料.通过FTIR证明了TDI确实接枝到碳纳米管表面,采用SEM、DMA、TGA等手段分析了碳纳米管修饰后的分散性及复合材料的力学性能和热性能.结果表明,经TDI修饰后的碳纳米管可以更好的分散在聚氨酯基体中,提高了聚氨酯的力学性能和热性能.     

碳纳米管／环氧树脂复合材料的研究

研究了碳纳米管（CNTs）／环氧树脂复合材料的分散性能及电性能。探讨了碳纳米管的含量、管径和稀释剂的用量对环氧树脂电学性能的影响，并用透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）对其进行表征。结果表明，碳纳米管的分散和含量对环氧树脂的电性能影响很大，而加入碳纳米管能够使环氧树脂由绝缘体变为导体（电阻率〈^10mΩ·cm）。     

多壁碳纳米管-有机蒙脱土协同增韧环氧树脂

采用机械搅拌和离心分散的方法制备了多壁碳纳米管-有机蒙脱土/环氧树脂复合材料。X射线衍射分析表明,当有机蒙脱土含量为2 wt%时, 蒙脱土在树脂体系中能够形成离散性结构。断裂韧性测试结果表明,多壁碳纳米管和有机蒙脱土的混杂对环氧树脂具有协同增韧的作用。当有机蒙脱土含量为2 wt%,多壁碳纳米管含量为0.1 wt%时,所得复合材料的断裂韧性是纯环氧树脂的1.77倍,是2 wt%有机蒙脱土/环氧树脂复合材料的1.45倍,是0.1 wt%多壁碳纳米管/环氧树脂复合材料的1.39倍。扫描电镜分析表明,多壁碳纳米管在环氧树脂体系中分散均匀,并与有机蒙脱土片层形成了一定程度的相互穿插和咬合,多壁碳纳米管与有机蒙脱土协同增韧的主要原因是微裂纹增韧、剪切屈服与纤维拔出。      

等离子体诱导接枝聚合修饰碳纳米管及其环氧树脂复合材料

以马来酸酐(MAH)为有机单体,通过等离子体诱导接枝聚合法修饰碳纳米管(CNTs),借助红外光谱、扫描电镜分析手段,对所得表面为聚合物膜修饰碳纳米管(p-CNTs)进行表征。将上述p-CNTs应用于环氧树脂(EP)固化体系,制备出p-CNT/EP纳米复合材料,研究了其对EP性能的影响。结果表明:等离子体可诱导马来酸酐在CNTs表面接枝聚合成膜。利用包覆于CNTs表面的聚马来酸酐(PMAH)薄膜功能化修饰CNTs。合适含量的p-CNTs可显著提高环氧树脂的强度和韧性,使其高度强韧化。     

超支化聚合物/碳纳米管复合物的制备及流变性能研究进展

简述了聚合物/碳纳米管复合物的制备方法,超支化聚合物改性碳纳米管及其制备纳米复合材料的方法,进一步就超支化聚合物/碳纳米管复合材料在流变性能方面的研究进行了综述,并对超支化聚合物/碳纳米管复合材料未来的发展方向提出了几点建议。     

非共价改性石墨烯的制备及环氧树脂复合材料导热性能

采用非共价键表面修饰制备了聚乙烯吡咯烷酮（PVP）改性的石墨烯（GR@PVP）,通过共混方式将其作为填料与环氧树脂（EP）复合得到了不同填充量的EP/GR复合材料。红外光谱和热重分析结果表明,聚乙烯吡咯烷酮成功接枝到石墨烯表面。动态力学热分析和热性能测试结果表明,EP/GR@PVP复合材料的储能模量、玻璃化转变温度和损耗因子峰高度均比EP/GR复合材料有所降低,表明聚乙烯吡咯烷酮增强了环氧树脂复合材料的柔韧性。采用扫描电子显微镜观察复合材料断面形貌,GR@PVP在环氧树脂中分散均匀,且与基体相容性好。当填料质量分数为2.0%时,EP/GR@PVP复合材料的热导率比纯EP和EP/GR复合材料分别提高了205.3%和52.6%,25℃EP复合材料的表观黏度为13.29 Pa·s,符合电子封装材料对复合材料加工黏度的需求(<20 Pa·s)。其研究为进一步制备高导热、低黏度的电子封装材料提供了一种简便的方法。     

超支化聚合物(HBPs)改性环氧树脂的研究进展

超支化聚合物在不影响工艺性的前提下对环氧树脂有明显的增强、增韧作用。本文主要概述了超支化聚合物对环氧树脂力学性能、耐热性能的影响,主要包括:聚酯超支化聚合物改性环氧树脂、聚酰胺/聚酰亚胺/聚乙烯亚胺超支化聚合物改性环氧树脂、有机硅超支化聚合物改性环氧树脂以及其他超支化聚合物改性环氧树脂等。此外,还指出了目前超支化聚合物改性环氧树脂的缺点以及未来的发展方向。当前限制HBPs在环氧树脂改性领域内大规模应用的主要缺点在于大多数HBPs合成步骤繁琐复杂,合成成本较高。鉴于此,在未来随着更简单、绿色的合成方法的出现,HBPs在其他新兴领域以及改性树脂中的应用会越来越广泛。     

不同官能化碳纳米管对MWCNTs-碳纤维/环氧树脂复合材料力学性能的影响

为研究加入不同官能化碳纳米管对环氧树脂力学性能的影响,通过对羧基化多壁碳纳米管(MWCNTsCOOH)进行化学处理,得到表面接枝乙二胺的碳纳米管(MWCNTs-EDA)。分别将MWCNTs-COOH和MWCNTs-EDA分散在环氧树脂中,通过热熔法制备环氧树脂中含有碳纳米管的T700碳纤维预浸料,并热压成准各向同性复合材料层合板。结果表明:MWCNTs-EDA在环氧树脂中的分散性优于MWCNTs-COOH,MWCNTsEDA本身具有固化反应活性,加入后对基体的交联密度影响较小。与MWCNTs-COOH相比,MWCNTs-EDA可以有效改善环氧树脂及碳纤维/环氧树脂复合材料的力学性能。当MWCNTs-EDA含量为1.0wt%时,MWCNTs-碳纤维/环氧树脂准各向同性复合材料层合板的压缩性能、弯曲性能和冲击后压缩强度分别提高了14.7%、40.9%和20.6%。     

超支化聚合物修饰氮化硼微球/环氧树脂导热复合材料的制备及性能EI北大核心CSCD

选择粒径30μm和120μm的氮化硼微球(GBN)作为导热填料,通过超支化环氧树脂(HPEP)与GBN之间的π-π相互作用得到了超支化聚合物修饰的氮化硼微球(HPEP-GBN),通过共混制备了具有不同复配比例的环氧树脂复合材料(HPEP-GBN/EP)。调整小粒径填料的质量分数(Xs)研究了不同氮化硼微球的复配比例对复合材料流变行为和导热性能的影响,进一步分析了填料的形状和超支化聚合物的表面修饰对复合材料性能的影响。结果表明,当Xs=0.4时,HPEP-GBN/EP复合材料的黏度最低,具有比GBN/EP复合材料更优异的加工性能和导热性能。体系的填料质量分数可以达到80%,此时导热系数达到了5.28W/(m·K),是纯环氧树脂的31.06倍。此外,HPEP-GBN/EP复合材料还具有比GBN/EP更优异的力学性能和热稳定性、更低的介电损耗和热膨胀系数。