热致性液晶聚合物/酚醛树脂/氧化石墨烯混杂复合材料的性能研究

采用熔融挤出法将热致性液晶聚合物(TLCP)与酚醛树脂(PF)熔融挤出,分别加入改良Hummers法制备的氧化石墨烯(GO)、硅烷偶联剂改性GO(KH550 GO、KH560 GO),制备了TLCP/PF/GO混杂复合材料,研究了加入GO对TLCP/PF/GO混杂复合材料的力学性能、摩擦磨损性能的影响。结果表明,硅烷偶联剂处理的GO能一定程度提高复合材料的摩擦磨损性能和力学性能,特别是TLCP/PF/KH560 GO混杂复合材料的摩擦因数稳定,在150 ℃和250 ℃下的体积磨损率分别降低了20.6 %和23.1 %,材料的冲击强度提高了18.6 %。     

高流动性尼龙6/改性氧化石墨烯复合材料的力学性能

用改进的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对其进行改性得有机改性氧化石墨烯(OGO),再将OGO与高流动性PA6进行熔融共混,制备了高流动性PA6/OGO复合材料,对复合材料的力学性能进行了研究。结果表明:当OGO含量为0.6 wt%时,复合材料的力学性能最佳,拉伸强度提高17.8%,断裂伸长率提高4.7%,弯曲模量提高40.8%,实现了对高流动性尼龙6力学性能的改善。     

改性热还原氧化石墨烯/尼龙纳米复合材料的制备及性能

经溶液共混法成功制备了离子液体改性热还原氧化石墨烯/三元共聚尼龙(IL-TRGO/CO-PA)纳米复合材料,测试分析表明IL-TRGO能明显改善纳米复合材料的性能。XRD和SEM分析表明:当TRGO的含量不高于0.75%时,IL-TRGO片层可以均匀地分散在CO-PA基体中。DSC和TGA分析表明:IL-TRGO能够提高纳米复合材料的结晶温度和热稳定性,但降低了其玻璃化转变温度。力学性能测试表明:TRGO能够提高复合材料的力学性能,当TRGO含量为0.5%时,纳米复合材料的拉伸强度、屈服强度和断裂伸长率分别提高了82.1%、129%和22.7%;当TRGO含量为0.75%时,纳米复合材料的屈服强度提高了161.6%。     

纤维种类对车用酚醛树脂力学性能和摩擦性能的影响

制备酚醛树脂/碳纤维(PR/CF)及酚醛树脂/芳纶纤维(PR/AF)共混材料,并分析了纤维种类及用量对共混材料力学及耐磨性能的影响。结果表明:AF的加入可明显提升PR的热稳定性,增强纤维的加入可以明显提高复合材料的力学性能;在不同的压力及滑动速度下,纤维占比增加,复合材料的摩擦系数不断提高,磨损率则呈现下降的趋势,且同一配比下,PR/AF复合材料的摩擦系数高于PR/CF复合材料,磨损率则低于PR/CF复合材料;AF与PR间可形成结构紧密的摩擦层,对提高材料的力学性能及耐磨性能具有明显作用。     

聚乳酸/聚己内酯/氧化石墨烯纳米复合材料结晶性能与力学性能的研究

利用氧化石墨烯(GO)改性聚己内酯(PCL)与聚乳酸(PLA)共混,制备了PCL/PLA/GO纳米复合材料。采用DSC、XRD和POM测试手段,表征了复合材料的结晶性能,通过SEM扫描观察了纳米复合材料的微观形貌,并对复合材料的力学性能进行了测试。结果表明:随着GO含量的增加,结晶度有一定程度的提高,且晶核密度增加;GO片层穿插在PLA相中,褶皱或重叠,这跟GO的分散均匀性有关,且复合材料的拉伸强度从50.38 MPa升高到55.91 MPa,而断裂伸长率则有一定程度的降低。     

聚酰亚胺/氧化石墨烯复合材料的制备及其性能

以自制的氧化石墨烯(GO)为改性填料,通过原位聚合法制备了聚酰亚胺(PI)/GO复合材料,并对其形貌、结构和性能进行了表征和测试。结果表明:GO的引入未对PI结构产生破坏作用,且有效提高了PI的力学性能、热稳定性和介电性能,降低了吸水率;当GO质量分数为1.5%时,PI/GO复合材料的拉伸强度达126.9 MPa,较PI提高了55.7%;吸水率由3.65%降至0.92%,质量损失5%时的温度较PI提高了5.8℃;当GO质量分数为2.0%时,介电常数(0.1 MHz)较PI提高了83.1%。     

碳纳米管对酚醛树脂/碳纤维复合材料力学性能的影响

利用碳纳米管(CNTs)对酚醛树脂(PF)进行改性,研究了CNTs含量对PF/碳纤维(CF)复合材料力学性能的影响。研究表明,CNTs能够明显提高PF/CF复合材料的力学性能,当CNTs的含量为0.5%时,复合材料的弯曲强度达到最大值(891.8MPa),与未加入CNTs时相比提高了168.4MPa,而弯曲弹性模量降低了9.5GPa;当CNTs的含量为1.5%时,复合材料的压缩强度、层间剪切强度、冲击强度均达到最大值,与未加入CNTs时相比,分别提高了10.4%、79.2%、71.9%。     

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%。     

功能化石墨烯改性酚醛树脂及其性能

首先通过改进的Hummer法制得氧化石墨烯(GO),然后通过表面改性和化学还原制得功能化石墨烯(FRGO),最后通过原位聚合法制得FRGO/酚醛树脂(PF)复合材料,对有关产物进行了表征和测试。结果表明：适量引入FRGO,可明显改善PF的力学性能、摩擦性能和热稳定性;当FRGO质量分数为1.0%时,复合材料的弯曲强度、弯曲模量和冲击强度均达到最大值82.34MPa、3.84GPa和13.12kJ·m^-2,分别比PF提高了81.48%、51.18%和99.39%;当FRGO质量分数为1.5%时,复合材料的摩擦系数降至0.91,比PF降低了27.7%;引入FRGO后,PF的玻璃化转变温度、分解温度和残炭率均明显提高。     

氧化石墨烯复合材料的种类及性能研究进展

氧化石墨烯(GO)优异的力学、热学、电学性能使之与其他物质复合制备的GO复合材料同样具备优越性能。本文综述了GO复合材料的种类及其性能优势,并对其未来发展前景进行了总结和展望。     

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。     

GO/PF原位复合材料的摩擦磨损性能及力学性能

采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),并与酚醛树脂(PF)进行原位聚合,将原位聚合树脂与固化剂、填料等通过辊炼、模压成型制备GO/PF原位复合材料.研究GO的含量对GO/PF原位复合材料的力学性能及摩擦磨损性能影响,使用扫描电子显微镜(SEM)观察复合材料的磨损面形貌.研究结果表明,GO通过原位聚合能在一定程度上提高复合材料的力学性能、摩擦磨损性能,当GO质量分数为0.25％时,GO/PF原位复合材料的冲击强度提高了18.6％,在250℃和300℃下,GO/PF原位复合材料的体积磨损率分别降低了20.0％和15.6％.     

不同分散剂对复掺GO/CNFs水泥基复合材料力学和导电性能的影响

新型碳纳米材料氧化石墨烯(GO)和纳米碳纤维(CNFs)在分散性良好的前提下可用于改善传统水泥基材料的性能.采用聚羧酸减水剂(PCs)、十二烷基硫酸钠(SDS)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)3种不同分散剂对复合GO和CNFs在水泥基材料中进行分散,研究分散剂种类对复掺GO/CNFs水泥基复合材料的力学及导电性能的影响,...     

BPR/PF复合材料的热性能和动态力学性能

采用硼酚醛树脂(BPR)与普通酚醛树脂(PF)熔融共混挤出制备BPR/PF树脂,通过模压成型工艺制备BPR/PF复合材料。利用热失重(TG)、动态力学性能(DMA)研究不同BPR含量对复合材料热性能、动态力学性能、蠕变和应力松弛性能的影响。结果表明,BPR能显著增强树脂的热性能。700℃,BPR加入质量分数50份时,BPR/PF的残炭率达到了58%,而PF的残炭率只有38.29%,共混复合材料的储能模量提高了28%;玻璃化转变温度提高了18.3℃;复合材料的蠕变和应力松弛性能也得到了提高。     

SF含量对SF/PF动态力学和摩擦性能影响

将不同含量碱处理的剑麻纤维(SF)与酚醛树脂(PF)粉末、填科等在塑炼机上熔融混炼,通过模压成型工艺制备SF/PF复合材料,研究了SF含量对SF/PF复合材料力学性能、动态力学性能、摩擦磨损性能的影响,并借助SEM观察SF/PF复合材料磨损面的微观形貌.结果表明,SF含量(质量分数,下同)为15%时,SF/PF复合材料的冲击强度、弯曲强度分别为5.58 kJ/m2和67.69MPa,玻璃化转变温度(tg)达到204℃.与未加SF复合材料的相比tg提高13℃;SF含量为10%时,SF/PF复合材料的磨损体积为4.6×10-4cm3.SEM观察表明,sF含量10%时,SF与PF间的界面粘结性良好.     

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。     

表面改性处理对EP/BN复合材料导热及力学性能的影响

采用硅烷偶联剂KH-550对氮化硼(BN)进行表面改性,并对改性的BN进行了X射线光电子能谱分析(XPS),考察了BN表面改性对EP/BN绝缘导热复合材料导热性能和力学性能的影响。结果表明:添加适量的偶联剂能够提高EP/BN复合材料的热导率,但是随着添加偶联剂用量的增加,复合材料的导热性能逐渐下降;另外,由表面改性BN制备的复合材料,其拉伸强度明显低于其他EP/BN复合材料。     

增容改性对PP/废PCB粉复合材料力学性能的影响

以废印刷电路板(PCB)粉对聚丙烯(PP)进行填充改性,采用熔融共混法制备了PP基复合材料。通过力学性能测试研究了硅烷偶联剂KH-550、马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)两种改性剂的引入对PP/废PCB粉复合材料力学性能的影响,并用扫描电镜(SEM)观察了复合材料的冲击断面形貌。结果表明:KH-550和PPg-MAH均能有效改善PP/废PCB粉复合体系的界面黏结效果,二者的最佳用量分别为2%和4%,其中PP-gMAH对复合材料的改性效果优于KH-550。引入了PP-g-MAH的复合材料,其拉伸和弯曲强度最高可比未改性复合材料分别提升52.2%和31.2%,同时材料的冲击强度亦保持了较高值。     

增容改性对ABS/亚克力人造石废粉复合材料力学性能的影响

以亚克力人造石废粉对ABS进行填充改性,采用熔融共混法制备了ABS基复合材料。通过力学性能测试研究了苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)、ABS接枝马来酸酐(ABS-g-MAH)和钛酸酯偶联剂三种改性剂的引入对ABS/亚克力人造石废粉复合材料力学性能的影响。结果表明:改性剂SMA、ABS-g-MAH和钛酸酯偶联剂均能在一定程度上改善ABS/亚克力人造石废粉复合体系的界面相容性,其最佳用量分别为4%、4%和3%,其中SMA对复合材料的改性效果优于ABS-g-MAH和钛酸酯偶联剂。当SMA用量为4%,亚克力人造石废粉用量为20%,复合材料的拉伸强度和弯曲强度达到最高值,分别为42.17 MPa和83.43 MPa。