液体成型用环氧树脂体系与碳纤维表面浸润性能研究

采用1,4-丁二醇二缩水甘油醚(BDDGE)、聚乙二醇二缩水甘油醚(PEGDGE)、双酚A聚氧乙烯醚06(BPE-06)3种活性环氧树脂稀释剂,分别制备了低黏度适合复合材料液体成型工艺(LCM)的环氧树脂体系,研究了体系与国产碳纤维(HF10)的表面浸润性。首先,研究了稀释剂结构、用量对环氧树脂体系与碳纤维湿润性的影响;其次,研究了稀释剂/树脂/固化剂体系的湿润温度、反应程度对树脂与碳纤维表面的浸润性影响。采用DCAT21表面/界面张力仪分析了树脂与碳纤维界面的前进接触角;采用Young-Dupre法,计算了树脂与碳纤维的热力学粘附功。结果表明,采用稀释剂降低黏度,可以有效改善树脂体系与碳纤维的浸润性;相同黏度时,不同结构稀释剂提高浸润性效果顺序为:PEGDGEBPE-06BDDGE;升高温度可以提高环氧树脂与碳纤维的浸润性;随着反应程度的提高,树脂体系与碳纤维的湿润性变好。     

环氧树脂改性氰酸酯树脂的研究

在保持氰酸酯树脂优良介电性能的前提下,用E44环氧树脂与双酚A型二氰酸酯共聚来改善氰酸酯树脂的力学性能。采用DSC研究了纯氰酸酯树脂、环氧树脂含量不同的共聚物的固化过程,发现环氧树脂能降低共聚体系固化温度。力学性能测试结果表明:环氧树脂对氰酸酯起到了增韧作用,当含量为30%时,拉伸强度、弯曲强度和压缩强度提高的幅度最大。断面SEM表明:环氧树脂的加入,使树脂体系韧性明显提高,不仅有大量韧性断裂纹出现,而且还有方向相互垂直的断裂纹。介电常数测试结果显示:环氧树脂的加入对树脂体系介电常数有明显影响,但仍能保持在4.5左右。     

二氧化铈修饰埃洛石纳米管颗粒对环氧树脂阻燃性能的研究

在环氧树脂(EP)体系中添加无磷环保添加剂并获得良好阻燃性能和热稳定性能。制备了一种具有协同阻燃效应的二氧化铈(CeO_2)修饰埃洛石纳米管(HNT)复合颗粒(HNT@CeO_2),相比于EP树脂体系,EP/HNT@CeO_2树脂体系的点燃时间(TTI)延迟了14 s,热释放速率峰值(PHRR)降低了38.7%,总热释放量(THR)降低了23.4%,展示出优异的阻燃性能,这主要源于CeO_2颗粒在燃烧过程中催化炭层生成以及捕获自由基的效应与HNT颗粒优异的耐热性能,二者协同阻碍炭层生成而提高环氧树脂体系优异的阻燃特性。     

读者信箱

问 :我厂生产的釉面内墙砖在烧成后部分产品釉面有时会出现网状裂纹 ,这是什么原因 ?生产中该如何解决 ?答 :釉面砖釉面出现的网状裂纹称为龟裂。出现这种缺陷的主要原因是 ,陶瓷釉面砖产品的坯体与所用釉料的膨胀系数不匹配 ;釉没有足够的弹性和抗张强度 ;产品焙烧制度不合理。一般情况下 ,当坯体的膨胀系数比釉料的膨胀系数小 ,且其差值大于 0 .6 7× 10 - 6 /℃时砖面出现下凹 ,急冷急热性能较差。当坯体的膨胀系数比釉料的膨胀系数大 ,且其差值小于 1.6 7× 10 - 6 /℃时砖面出现微凸 ,出现这种微凸应认为是比较理想的。因此 ,为防止釉…     

T31—环氧树脂固化体系研究：Ⅲ.激光测微法测线膨胀系数

用自己组装的能测量达纳米量级微小位移的激光测微装置测定了不同固化剂Ｔ３１－环氧树脂体系的线膨胀系数，并由膨胀系数的转折来求取该固化体系的玻璃化温度随Ｔ３１含量的变化。实验表明，Ｔ３１固化剂确是低膨胀系数的良好固化剂。     

改性三聚氰胺氰尿酸盐阻燃环氧树脂研究

采用分子复合技术合成了改性MCA(M-MCA)阻燃环氧树脂,采用UL94垂直燃烧测试及微型量热分析对其性能进行了研究,同时采用热失重分析方法研究其降解历程和阻燃机理。结果表明,该材料实现了阻燃剂粒子在环氧溶液及基材中超细及均匀分散,解决了常规MCA阻燃剂在环氧树脂胶液中分散困难、易团聚等问题,改性MCA阻燃树脂比传统MCA具有更佳阻燃效果,该体系阻燃机理以气相阻燃为主。     

含季戊四醇二磷酸酯三聚氰胺-尿醛树脂盐环氧树脂的阻燃性能

合成了一种新型廉价高分子膨胀阻燃剂?季戊四醇二磷酸酯三聚氰胺-尿醛树脂盐. 红外光谱表明,该阻燃剂的结构为双环笼状含磷大分子. 将其应用于环氧树脂,所得阻燃环氧树脂采用热重分析、锥形量热仪研究其热解、阻燃性能,并用Broido方程计算热解活化能的变化. 结果表明,阻燃环氧树脂的平均热释放速率降低30.7%,总热释放量降低52.2%,烟气排放量降低42.7%,CO产率降低70.5%,CO2产率降低73.5%,剩炭率增加19.1%,添加30%的阻燃剂可使材料氧指数达30.5,阻燃效果与DOPO类似. 环氧树脂热解活化能为73.5 kJ/mol,添加阻燃剂后其值为83.5 kJ/mol,降低10 kJ/mol,表明阻燃剂对环氧树脂的热解具有催化成炭作用.     

DOPO接枝氢氧化镁阻燃聚丙烯研究

采用自制的DOPO接枝氢氧化镁(MH)复合型阻燃剂(D-MH)制备了无卤阻燃聚丙烯(PP)材料。采用微型量热(MCC)、极限氧指数(LOI)、热重分析(TGA)研究了D-MH与MH的协同作用及其对材料阻燃性能、热释放总量及速率、热降解历程的影响。结果表明,接枝率仅为3.6%的D-MH阻燃体系即可表现出显著的催化成炭作用,使树脂热降解速率大幅降低。D-MH阻燃PP材料的LOI可达31.8%,其最大热释放速率(PHRR)和总热释放速率(THR)分别为496 W/g和18.9 kJ/g,相比于相同添加量的未改性MH阻燃聚丙烯树脂下降了19 W/g和0.7 kJ/g,表现出阻燃协同效应;另外,D-MH的表面有机化也提高了其与树脂相容性,使阻燃PP材料力学性能有所改善,更具综合性能优势。     

微胶囊红磷的制备及其阻燃环氧树脂的性能研究

以预先合成的密胺甲醛树脂预聚物为壳,通过原位聚合法制备了微胶囊红磷,采用扫描电镜观察到微胶囊红磷颗粒表面包覆一层网状的壳材料。研究了红磷和微胶囊红磷阻燃环氧树脂(EP)的耐热性能、阻燃性能及力学性能。结果表明,微胶囊红磷阻燃EP的耐热性和质量保持率明显提高,添加质量分数10%的微胶囊红磷的阻燃EP的阻燃性能达到UL 94 V–0级,其阻燃性能优于红磷阻燃EP。微胶囊红磷阻燃EP的拉伸强度为30.3 MPa,冲击强度为11.4 kJ/m2,分别比相同用量红磷阻燃EP提高了6.0%和21.3%,其冲击强度比纯EP提高了17.5%,表明微胶囊红磷与基体树脂间的相容性大大改善,可显著提高材料的韧性。     

环氧树脂固化反应研究：Ⅱ.添加二氧化硅填料的树脂体系固化反应动力学

由环氧树脂固化过程的体积收缩现象来研究加入二氧化硅及二氧化硅表面不同处理的填料的固化反应动力学，结果表明固化过程分为四级、零级与一级反应三个阶段．填料及其不同表面处理对环氧树脂固化反应速度和活化能有影响，但不影响反应历程．与纯树脂体系相比加填料体系体积收缩量较小．     

耐高温阻燃预浸料环氧树脂的研制

应用KH-550对无卤阻燃剂JLH-W666(高性能磷氮类有机阻燃剂)进行表面处理,以环氧树脂E-12和4,4-二氨基二苯甲烷四缩水甘油基环氧树脂(TGDDM)作为基体,加入潜伏性固化剂双氰胺(DICY),潜伏性有机脲类促进剂(UR-300),制备耐高温阻燃预浸料环氧树脂。经过对制品各项性能的测试,结果显示,环氧树脂预浸料体系加入用KH-550处理后的无卤阻燃剂,树脂制品综合性能较好,其冲击强度≥30 kJ/m~2,玻璃化转变温度≥180℃,阻燃等级至少可达到VO级别(UL94)。     

采用Hansen溶解度参数进行环氧固化体系的匹配

实验测定了25～80℃时3种环氧树脂、3种改性树脂和3种固化剂在77种溶剂中的溶解情况,并经计算得到了相应的Hansen溶解球参数。利用树脂-改性树脂、树脂-固化剂、树脂-改性树脂-固化剂的Hansen溶解球的重叠率,可进行共溶剂的选择及防腐防污自分层涂料的树脂匹配和溶剂配方的选择;对于无溶剂的固化体系则由测得的溶解度参数计算Flory-Huggins相互作用参数χ₁₂,进而计算其相平衡曲线或直接由χ₁₂数值判断其相容性。根据实验结果,可以筛选得到符合制备自分层涂层要求的环氧树脂-改性树脂-固化剂匹配体系,并通过适当的混合溶剂配方,使得涂层中的树脂能有足够的时间进行扩散、分层,最终得到防腐防污性能最佳的效果。     

一种高效无卤阻燃型液体成型环氧树脂体系

以反应型磷-硅一体阻燃剂为主体阻燃剂,低黏度液体阻燃剂为强化阻燃剂,协同强化阻燃的同时提升体系的工艺性能。通过探究不同组分对双酚F型环氧树脂耐热性能、工艺性能、力学等性能的影响,制备一种60℃下适用期达1 h的高效无卤阻燃环氧树脂体系。结果表明:该树脂体系力学性能优良,固化后拉伸强度达72.4 MPa,弯曲强度达105 MPa,冲击韧性达8.43 kJ/m~2;阻燃防火性能优异,氧指数可达30.0,阻燃级别可达UL-94-VO,无余焰时间,离火立熄。使用VARI工艺成型的玻璃纤维复合材料,力学性能突出,拉伸强度可达459 MPa,弯曲强度达612 MPa,层间剪切强度达52.4 MPa,其综合性能与已商业化的无卤阻燃预浸料性能基本相当。     

中温固化、高温使用树脂体系研究

研究了以多官能团环氧树脂及液体酸酐为基体,以叔胺为促进剂组成的中温固化、高温使用树脂体系.利用正交试验优选了树脂配方.该树脂体系黏度低、适用期长、力学性能良好、耐热性高,其Tg达163℃.经优选法确定的树脂配方为:环氧树脂100质量份,MNA酸酐固化剂用量的实验系数(C取值)0.9,促进剂1.2份,固化条件为120℃/6h.复合材料在高温下的力学性能保持率较高.该树脂体系适于湿法缠绕成型工艺.     

新一代绿色无卤化覆铜板的研制开发

讨论阻燃体系对树脂阻燃性的影响,通过对阻燃体系配方的优化,研制出综合性能比传统环氧树脂覆铜板更好的新一代绿色无卤化覆铜板。该无卤化覆铜板完全符合环保要求,而且由于添加了氢氧化铝,大大降低了生产成本。     

环氧磷酸的合成及对环氧树脂固化物的阻燃耐热性研究

将环氧树脂和磷酸直接反应,制得了含磷11%、与环氧树脂相容性较好的新型含磷阻燃剂(EPH),用氧指数测定、热重法等方法研究了其对环氧树脂二乙烯三胺固化物阻燃耐热性的影响。实验结果表明该阻燃剂对环氧树脂固化物有较好的阻燃作用,能明显提高树脂固化物的残炭量,主要发挥凝聚相阻燃作用。     

微胶囊化聚磷酸铵阻燃环氧树脂的研究

为改善聚磷酸铵(APP)与环氧树脂等高聚物的相容性和耐水性,采用原位聚合法在其表面包覆尿素-甲醛树脂(脲醛树脂)、三聚氰胺-甲醛树脂(蜜胺树脂)和脲醛-蜜胺双层树脂,用XRD、SEM和FT-IR等手段对包覆前后的聚磷酸铵的结构进行表征,并将其加入到环氧树脂(EP)中,用热分析(TG)、极限氧指数分析(LOI)和垂直燃烧试验(UL94)测试其阻燃性能。结果表明:聚磷酸铵表面分别包覆了3种斥水性树脂,从而改善了其与环氧树脂的相容性和耐水性;微胶囊化的聚磷酸铵使环氧树脂具有良好的热稳定性,初始分解温度从150℃提高到300℃;将15 g微胶囊化的聚磷酸铵与15 g季戊四醇混合后,加入到70 g环氧树脂中,LOI从19%上升到29%以上,UL94达到了V-1以上,显示出了优异的阻燃性能。     

基于NOL环的高性能纤维与环氧树脂的匹配性研究

纤维与树脂的界面对复合材料的整体力学性能有着显著的影响。基于NOL环的宏观力学测试一般被用来反映复合材料的界面粘结性能,因此适用于评价纤维与树脂之间的宏观力学性能匹配性。为了探究高性能碳纤维T700SC、T800HB及高强玻璃纤维与环氧树脂的宏观力学性能匹配性,本研究首先根据GB/T 1458—2008国家标准制备NOL环试样,再借助NOL环的拉伸和层间剪切强度测试分析了高性能纤维与环氧树脂不同匹配组合宏观力学性能差异的原因,并寻找出最佳匹配组合。结果表明:玻璃纤维与环氧树脂的界面存在最佳的粘结强度,而且不同粘结强度导致拉伸强度和破坏机理不同,而碳纤维复合材料界面性能较差,容易分层破坏;T800HB与环氧树脂的宏观力学匹配性优于T700SC,环氧树脂力学性能、碳纤维的表面微观结构与性质以及环氧树脂与碳纤维之间的相互作用关系是影响界面粘结性能的根本原因。该研究在高性能纤维单向复合材料的材料选择与设计方面具有现实意义。     

高性能有机硅改性环氧树脂的研究进展

环氧树脂是一种常用的热固性树脂,有机硅是环氧树脂的一种有效改性剂。有机硅含量对产物的性能会有很大影响,不同性能的变化趋势也不相同。从高性能有机硅改性环氧树脂的力学性能、热稳定性能、阻燃性能、光学性能这4个方面对研究者的研究成果进行分析总结。     

芳纶纤维/环氧树脂预浸料界面相容性的方法探究

预浸料要求树脂基体和增强纤维具有良好的匹配性,为了提高芳纶纤维/环氧树脂预浸料的界面相容性,本文从芳纶纤维表面改性及增韧技术两个方面进行综述,讨论了芳纶纤维物理改性和化学改性方法的优缺点,分析了界面增韧及环氧树脂基体的不同增韧途径,重点介绍了聚氨酯/环氧树脂互穿网络体系.认为芳纶纤维的偶联剂表面处理和聚氨酯增韧环氧树脂相结合,是提高芳纶纤维/环氧树脂预浸料层间剪切强度的的可行途径.