改性石墨烯/硅橡胶复合材料的力学性能

采用氧化还原法、以杨树叶为原料制备石墨烯,用硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷对石墨烯进行改性以制备改性石墨烯。通过机械共混法制备了改性石墨烯/硅橡胶复合材料,研究了改性石墨烯对硅橡胶力学性能的影响。结果表明,与未改性石墨烯相比,改性石墨烯可以在硅橡胶中更好地分散。当加入0. 1份(质量)改性石墨烯时,改性石墨烯/硅橡胶复合材料的力学性能最好,拉伸强度和扯断伸长率比石墨烯/硅橡胶复合材料分别提高了36. 2%和19. 4%,耐磨性能提高了57. 1%。     

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。     

高流动性PA6在GF增强PA66体系中的应用

以尼龙(PA)66和高流动性PA6为基体树脂,采用熔融共混方法制备了PA66/高流动性PA6/GF复合材料,考察了高流动性PA6用量对复合材料的结晶熔融行为、热变形温度(HDT)、熔体流动速率(MFR)、表面性能和力学性能的影响。结果表明,在GF质量分数为40%的情况下,当高流动性PA6用量不高于基体树脂总质量的20%时,复合材料表现出PA66的结晶熔融行为特征,HDT随高流动性PA6用量的增加略有下降;随高流动性PA6用量增加,复合材料的MFR显著提升;当高流动性PA6用量达到基体树脂总质量的20%时,复合材料制品表面浮纤问题得到解决,此时复合材料的拉伸和弯曲强度与未加高流动性PA6时相当,简支梁和悬臂梁缺口冲击强度则分别提高了17.6%和16.4%,MFR为18.3 g/10 min,较未加高流动性PA6时提升1倍,具有最佳的综合性能。     

HIPS/OGO复合材料阻燃性能的研究

以可膨胀石墨(EG)为起始原料制备氧化石墨(GO),并对其进行有机化改性得到有机氧化石墨(OGO),采用熔融插层法制备了高抗冲聚苯乙烯(HIPS)/OGO复合材料.结果表明:GO片层间距有效扩大;与HIPS相比,复合材料的热释放速率及其峰值、质量损失速率均明显降低,且随OGO添加量的增加,复合材料的热释放速率峰值降低愈明显.通过对复合材料的阻燃性能和微观结构的分析,探讨了其阻燃机理.     

纳米氮化硼/氧化石墨烯/聚氨酯基复合材料的制备及其导热和力学性能

采用一种高能量密度的介质搅拌磨在添加高分子分散剂情形下将硅烷偶联剂改性后的六方氮化硼纳米颗粒和氧化石墨烯均匀预分散在高黏度聚氨酯预聚体中,而后加入扩链剂交联,制备了纳米氮化硼/氧化石墨烯聚氨酯基复合材料。分别探究了硅烷偶联剂改性氮化硼颗粒和氧化石墨烯的改性效果、分散剂对氧化石墨烯的分散效果以及单一和混合掺入氮化硼纳米颗粒和氧化石墨烯的含量对其聚氨酯基复合材料导热和力学性能的影响。另外,通过等效介质模拟计算和分析了氮化硼纳米颗粒或氧化石墨烯与聚氨酯基体界面的Kapitza热阻率。采用激光导热仪、耐磨试验机、Shore硬度计、扫描电子显微镜、红外光谱仪及红外成像仪对样品的改性分散效果、导热及力学性能进行表征。结果表明,通过改性后的纳米无机颗粒与聚氨酯基体相容耦合性好;当改性纳米氮化硼和氧化石墨烯的掺入量分别为10%和2%(质量分数)并有效分散在聚氨酯基体中时,其聚氨酯基复合材料的热导率为(0.671±0.033) W/(m·k),相对于未掺入纳米颗粒的聚氨酯材料(0.233 W·m^–1·K^–1),提高了188%。这主要归因于在有效分散的条件下掺入...     

氨基改性氧化石墨烯及其与环氧树脂的复合

对氧化石墨烯的氨基改性进行了研究,并探索了其在环氧树脂复合材料中的应用。以鳞片石墨为原料,采用Hummers法制备了氧化石墨,进而超声剥离制备了氧化石墨烯。采用三乙烯四胺和乙二胺,用缩合剂法对氧化石墨烯进行改性,并制备相应的环氧树脂复合材料。通过X射线衍射、热重分析、红外光谱、拉曼光谱、扫描电子显微镜等测试方法对所制备的材料进行了表征。结果表明,通过改性可将三乙烯四胺和乙二胺引入氧化石墨烯的表面,且氧化石墨烯被部分还原;氨基改性氧化石墨烯作为分散相加入环氧树脂基体中制备的复合材料的弹性模量和拉伸强度较纯环氧树脂明显提高,拉伸强度最大提高约60 %,弹性模量最大提高约100 %。     

还原氧化石墨烯对PP结晶和力学性能的影响

采用硼氢化钠对氧化石墨烯(GO)进行还原制备了还原氧化石墨烯(GE),通过熔融共混法制备了还原氧化石墨烯/聚丙烯(GE/PP)复合材料。研究了不同的GE用量对GE/PP复合材料的结晶性能和力学性能的影响。结果表明:随着GE含量增加,GE在PP中的分散性得到改善;GE质量分数增加到2.0%时,复合材料的结晶温度提高了4.4℃,结晶能力提高,拉伸强度提高了12.9 MPa。     

SDS改性凹凸棒土的制备及其在PA6中的应用

以焦磷酸钠为分散剂,十二烷基磺酸钠(SDS)为改性剂,采用超声波与机械搅拌的方法对凹凸棒土(ATP)进行表面改性,制备出有机改性凹凸棒土(OATP),考察了不同pH值对改性效果的影响。利用FTIR、XRD、沉降试验、TEM等对改性前后的ATP进行表征。结果表明:SDS不能扩大ATP的层间距,只能以吸附的方式附着其表面,且pH为7时吸附效果最佳;OATP在有机介质中表现出很好的分散性。将OATP与聚酰胺6(PA6)经双螺杆挤出机熔融共混得到PA6/OATP复合材料,研究了OATP用量对该复合材料力学性能的影响;利用DSC分析了PA6/OATP复合材料热性能的变化。结果表明:当OATP用量为6份时,PA6的结晶度提高了18.2%,拉伸强度和弯曲强度分别较纯PA6提高了17.5%和13.9%。     

石墨烯/炭黑/天然橡胶复合材料的制备与性能研究

采用硅烷偶联剂KH570改性氧化石墨烯,并还原制备石墨烯。用机械共混的方法制备石墨烯/炭黑/天然橡胶复合材料,研究了石墨烯/炭黑/天然橡胶复合材料的力学性能、导热性能、磨耗性能以及复合材料的微观结构,并与炭黑/天然橡胶复合材料性能对比。结果表明,石墨烯添加1 phr石墨烯,石墨烯/炭黑/天然橡胶复合材料的裤形撕裂强度提升显著,提高了40%。老化前磨耗降低17.1%,老化后磨耗降低10.2%。添加了1.5 phr石墨烯,石墨烯/炭黑/天然橡胶复合材料导热系数提高了17%左右。     

GO-g-PPE改性PA66复合材料的制备与性能

首先通过静电作用将氧化石墨烯(GO)与2,3–环氧丙基三甲基氯化铵(GTMAC)结合,再与马来酸酐(MAH)接枝聚苯醚(PPE)(PPE-g-MAH)发生反应,制得PPE接枝GO (GO-g-PPE)作为尼龙66 (PA66)材料的改性剂,采用共混挤出方式得到GO-g-PPE改性PA66复合材料。探讨了接枝前后的改性剂及添加量对复合材料力学性能、吸水率和摩擦性能的影响,采用扫描电子显微镜、差示扫描量热分析对复合材料界面相容性及热性能进行表征。结果表明,接枝后的GO-g-PPE与PA66的界面相容性明显优于仅添加GO/PPE的效果;当加入GO-g-PPE的质量分数≤0.8%时,随着GO-g-PPE用量的增加,GO-g-PPE改性PA66复合材料的力学性能有所提升,再继续增加GOg-PPE的用量反而使复合材料的力学性能下降。添加质量分数0.8%的GO-g-PPE时,GO-g-PPE改性PA66复合材料的热性能、力学性能最佳,与纯PA66相比,复合材料的结晶温度升高4℃,拉伸强度提高8.9%,断裂伸长率提高17.9%,缺口冲击强度提高37.6%;添加质量分数1.0%的GO-g-PPE时,复合材料的吸水率降低35.1%,摩擦系数减小14.3%。