偶联剂对Al_2O_3/树脂/金属丝网层状复合材料抗冲击性能的影响

采用硅烷偶联剂KH550对氧化铝基体与金属丝网进行硅烷化处理,以环氧树脂为粘结剂制备了Al2O3/树脂/金属丝网层状复合材料,研究了偶联剂对层状复合材料层间粘结强度以及抗冲击性能的影响。实验结果表明:偶联剂的引入增强了树脂与氧化铝基体和金属丝网的界面结合,提高了层状复合材料的层间粘结强度;落锤冲击性能测试表明,通过硅烷化处理增强环氧树脂的粘结强度可以较大幅度提高陶瓷/树脂/金属丝网的抗冲击性能。     

石墨烯/环氧树脂基复合材料的性能研究进展

环氧树脂因具有优异综合性能等而被广泛应用,而石墨烯是一种新型的二维碳纳米材料,具有许多独特的理化性质。石墨烯与环氧树脂复合材料被认为具有很大的开发潜力和良好的应用前景。本文综述了石墨烯/环氧树脂复合材料的制备方法及该材料的性能,并展望了石墨烯/环氧树脂复合材料的发展前景。     

纤维增强环氧树脂复合材料抗固体颗粒流冲蚀磨损研究进展

在生产生活中,固体颗粒流冲蚀磨损会造成经济损失,并且存在安全隐患。环氧树脂复合材料具有较好的强度和耐冲蚀性能,被广泛地应用于颗粒流冲蚀磨损工况下。为进一步提升环氧树脂的耐冲蚀性能,通常通过填料来改性环氧树脂,其中纤维增强环氧树脂表现出优异的耐固体颗粒流冲蚀性能,使得环氧树脂复合材料的应用更加广阔。根据纤维的种类可以将其分为无机纤维(玻璃纤维或碳纤维)、自然纤维及混和纤维增强环氧树脂复合材料。综述了纤维增强环氧树脂复合材料抗固体颗粒流冲蚀性能的研究现状,讨论了不同的纤维增强复合材料表现出的冲蚀行为(塑性、脆性、半塑性、半脆性),重点分析和对比了不同纤维填料特性(纤维类型、纤维含量、纤维取向)增强环氧树脂复合材料在不同工况条件(冲蚀角度、冲蚀速度、磨粒特性)下的耐冲蚀磨损性能,阐明了不同纤维增强环氧复合材料的冲蚀模式和抗冲蚀机理,指出其现存的问题并展望其发展方向和前景。     

纳米TiO2改性环氧树脂的制备技术与性能研究进展

环氧树脂是性能优异的热固性材料,因具备良好的耐腐蚀性、热稳定性及力学性能,被广泛应用于航空航天、石油化工、舰船、海洋等领域。环氧树脂的高交联结构使其韧性及脆性较差,应用受限,高性能环氧树脂的制备已成为研究热点。概述了纳米TiO2改性环氧树脂制备技术,主要包括机械搅拌法、超声法、机械搅拌和超声结合法、珠磨法和化学物理结合法等。同时归纳了各制备技术的原理及各制备技术对纳米TiO2在环氧树脂中分散性的影响和存在的不足。重点综述了纳米TiO2改善环氧树脂的相关性能,主要包括力学性能、耐腐蚀性能、防污损性能及耐候性能等。TiO2可与环氧树脂发生接枝反应,改善环氧树脂的结构,提高复合材料的力学性能;此外,TiO2的填入可有效提高复合材料的致密度,减小孔隙率,降低表面能,提高其耐腐蚀性能;TiO2/EP复合材料利用TiO2的光催化性能及吸收紫外光性能,大大改善了环氧树脂的防污损性能及耐候性能。最后对TiO2/EP复合材料的下一步研究进行了展望。     

镁基复合材料界面研究

综述了近年来不同增强相增强的镁基复合材料的界面微观结构及界面对该复合材料性能的影响,并对该复合材料的界面研究方法进行介绍.     

泡沫铝/环氧树脂复合材料阻尼性能的研究

采用浸渗法在泡沫铝试件空隙中渗入环氧树脂,运用实验法研究泡沫铝-环氧树脂复合材料的阻尼性能;经过与纯泡沫铝的阻尼性能相比较,得出泡沫铝复合材料的阻尼性能明显高于纯泡沫铝的阻尼性能;明确了泡沫铝/环氧树脂复合材料的阻尼性能、泡沫铝孔隙结构(孔径及相对密度)与振动频率的关系.     

超分子聚合物/环氧树脂复合材料性能研究

本文主要介绍了高抗冲超分子聚合物/环氧树脂复合材料的制备以及性能测试。这种复合材料是将以四重氢键组装得到的超分子聚合物引入到环氧树脂基体中,作为增韧剂来提高的环氧树脂固化物的抗冲击强度。通过对复合材料进行机械性能测试,发现复合材料的抗冲击强度提高了3倍。     

碳/金属复合材料界面结构优化及界面作用机制的研究进展

依赖于增强相的界面效应和尺寸效应,金属基复合材料不断向综合性能优异的方向发展。由于界面结构对金属基复合材料最终的综合性能起决定性作用,故通过工艺设计实现界面结构的优化成为金属基复合材料的重要研究方向。碳材料(金刚石、碳纳米管和石墨烯等)由于具有优异的本征力学与功能特性,作为金属基复合材料的增强相近年来受到研究者的广泛关注。本文总结了近年来碳/金属复合材料界面结构的不同优化手段,讨论了不同界面结构对碳/金属复合材料结构和功能性能的作用机制,并对未来碳/金属复合材料的界面研究方向进行了展望。     

涂层硼酸铝晶须对铝基复合材料界面与力学性能的影响

采用溶胶－凝胶氧化铝涂覆硼酸铝晶须方法改善挤压铸造晶须增强６０６１Ａｌ复合材料的界面性能。对复合材料的界面观察表明,γ－Ａｌ２Ｏ３和α－Ａｌ２３涂层均可抑制尖晶石界面反应,而且涂层较厚时涂层效果明显。界面反应程度的差异也影响复合材料的弯曲性能和时效行为。     

MWCNTs/E51复合涂层的耐磨性能研究

向耐腐蚀材料环氧树脂中添加适量的碳纳米管粉末(MWCNTs),可以改善环氧树脂涂层的耐磨损性能.使用原位复合法生成新的复合材料,并用SEM、表面形貌仪和MM200摩擦磨损实验机进行观察和测试.结果表明,向环氧树脂基体中添加MWCNTs可以增强材料的摩擦磨损性能.当添加10%的MWCNTs粉末时,改性环氧树脂涂层的耐磨性能提高到226%.对复合材料制作工艺和实验结果进行了分析,初步解释了MWCNTs对环氧树脂增强作用的机理.     

交变压力环境下KH-550改性氧化石墨烯环氧涂层的失效机制

石墨烯因其优异的力学性能及热化学稳定性、较大的比表面积而在防腐涂层应用中备受关注。采用硅烷偶联剂KH550对氧化石墨烯(GO)进行表面改性,研究了改性GO对深海交变压力模拟环境下环氧涂层失效机制的影响。利用TEM和沉降实验观察了GO粉末的分散性及其与环氧树脂的相容性;利用重量法、附着力测试和拉伸测试研究了涂层的防护性能;利用OCP和EIS研究了涂层在交变压力下的失效历程。结果表明：KH550改性GO涂层在抗渗透性、强韧性、附着力等方面均有明显提高。添加改性GO减少了涂层的表面缺陷,更加致密的涂层结构有效阻碍了溶液的扩散。改性GO与环氧树脂结合良好的界面可延缓交变压力的破坏作用,从而延长了涂层在交变压力环境下的使役寿命。     

间苯二胺-氧化石墨烯/有机涂层的制备及防腐性能研究

针对有机涂层中氧化石墨烯(GO)分散性差、与树脂相容性不好的问题,本工作选择间苯二胺作为“桥接物质”,利用其分子上的两个胺基与GO和环氧树脂的环氧基团分别键合,从而改善GO与环氧树脂间的相容性.同时,利用间苯二胺的空间位阻效应有效改善了GO的团聚问题,提高在环氧树脂中的分散性.采用化学接枝法得到间苯二胺表面改性的GO(...     

碳纤维和芳纶纤维的蚀刻改性及其复合材料界面结合性能研究进展

纤维作为复合材料中的增强体,在实现应力传递、承担外部载荷等方面发挥了重要作用.通常纤维与树脂基体的结合性能极大地取决于纤维表面的微观形貌和化学性质,其界面结合的强度则决定了复合材料的综合性能和应用范围.为了最大提升纤维材料与树脂基体的界面结合能力,在应用前需对纤维材料进行有效的表面改性处理.其中,蚀刻法同时涉及了纤维表面的物理变化和化学变化,具有高效的表面改性能力,能显著地改变纤维表面的物理化学性质.综述了表面蚀刻这一改性思路分别在碳纤维和芳纶纤维中的实际应用,针对两种纤维各自的性质,提出了酸性溶液蚀刻、有机溶液蚀刻、电化学阳极氧化、等离子体处理、微波辐射、超声波蚀刻等常用蚀刻改性方法,对各方法的优缺点和应用进行了讨论.总结并对比了蚀刻介质、蚀刻工艺对纤维表面微观形貌、化学性质、力学性能以及复合材料界面结合性能等方面的影响.讨论了当前纤维材料与树脂基体界面结合的机理与界面表征方法的研究现状.此外,还对未来的发展方向和要求进行了展望,提出应该聚焦纤维表面腐蚀行为,优化传统改性方法,开发多种方法协同作用的改性新工艺.同时基于现有技术,发展更为先进的界面表征手段,进一步加深对纤维表面腐蚀行为与复合材料界面性能之间影响机制的理解.     

复合电沉积过程中的界面调控和界面结合研究进展

复合电沉积是一种获得功能镀层的表面防护技术。概述了界面调控与界面结合对复合镀层性能的重要影响。分析了提高界面结合能力的主要机理与方法,即:通过基体表面改性,如增加基体表面粗糙度、提高反应活性、提供外延生长条件和形成预镀层或转化膜层等,增强镀层与基体之间的机械结合、化学键合作用,进而提高镀层与基体间的界面结合力;通过颗粒改性,包括颗粒表面清洁、修饰与吸附等,以改变颗粒微观结构形态和荷电状态,利用静电机制、空间位阻机制和电胶束空间等理论来增强颗粒与颗粒间的分散能力、颗粒与金属离子间结合能力和颗粒所受电化学作用力等,从而提高颗粒与镀层之间的异质相界面结合能力。鉴于镍基复合电沉积的重要性以及颗粒改性对提高其界面结合的关键作用,综述了其颗粒改性工艺研究和影响,包括细化镍基复合镀层晶粒、改变颗粒表面接触状态、增加颗粒沉积量与其对镍基复合镀层性能的影响。最后对复合电沉积的界面调控和界面结合研究做了总结,指出现阶段还存在的问题,并展望了复合电沉积技术在界面调控和界面结合方面的研究发展方向。     

静电喷涂高附着力疏水涂层及其性能

目的提高静电喷涂疏水涂层的附着力。方法采用硅烷偶联剂和聚二甲基硅氧烷制备了表面改性疏水二氧化硅粉末。将一定比例的聚偏氟乙烯粉末、超高分子量聚乙烯粉末与疏水二氧化硅粉末混合,制备了复合型疏水粉末。使用环氧树脂、固化剂、活性剂等配制了导电环氧树脂。通过静电喷涂工艺将复合疏水粉末喷涂到已用导电环氧树脂覆盖的铝基板表面,经过中温固化,制得了铝合金疏水复合涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、接触角测量仪(CA)、百格刀附着力测试仪等,对疏水复合涂层进行测试表征。结果 SEM结果表明涂层表面构建了微米-纳米的阶层粗糙结构,经CA测试,该表面具有较好的疏水性。当混合粉末中聚二甲基硅氧烷改性二氧化硅的比例占到20%时,环氧基疏水涂层的接触角最高可达到140°,滚动角最低可达5°,附着力的等级为0级,同时疏水涂层的耐磨性和耐腐蚀性良好。结论采用简单、易于工业化的静电喷涂工艺制备了高附着力的疏水涂层,具有广泛的应用前景。     

低共熔溶剂中电化学剥离制备GO及脉冲电沉积Ni-GO复合镀层性能研究

目的在低共熔溶剂中实现电化学剥离制备氧化石墨烯(GO)及电沉积制备Ni-GO复合镀层,提高Ni镀层的耐腐蚀和摩擦磨损性能。方法以石墨棒为阴极,铂片为阳极,低共熔溶剂为电解液,采用直流电源电化学剥离石墨制备氧化石墨烯纳米片(GO),然后在此电解液中,采用脉冲电沉积的方式制备Ni-GO复合镀层。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子电镜(TEM)、紫外分光光度计(UV)、红外光谱仪(IR)、拉曼光谱仪(Raman)、X射线衍射仪(XRD),表征GO的结构和组成。采用扫描电子显微镜(SEM)观察镀层的表面形貌,采用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)分析镀层的结构特征。采用电化学工作站、纳米压痕仪和摩擦磨损实验机分析镀层的耐腐蚀性能、机械性能和摩擦磨损性能。结果采用电化学剥离法在低共熔溶剂中成功制备了GO,GO呈现大的片层状结构,表面存在褶皱,边缘弯曲,上下表面层含有大量羟基和环氧基。性能检测表明,Ni-GO复合镀层的腐蚀电流密度由纯Ni镀层的6.10×10^-5 A/cm^2降低为5.78×10^-7 A/cm^2,硬度由纯Ni镀层的(8.95±0.43)GPa提高到(13.75±0.75)GPa,弹性模量由纯Ni镀层的(184.55±8.12)GPa提高到(201.38±11.20)GPa,摩擦系数由纯Ni镀层的0.72降低为0.56,磨损率比纯Ni镀层降低了35.16%。结论在低共熔溶剂中实现了电化学剥离石墨制备GO,并用于Ni-GO金属基复合镀层一步制备的电化学途径,为均匀分散的氧化石墨烯的制备和金属基复合镀层的制备提供了新的方法。以此为电解液制备的Ni-GO复合镀层相比于纯Ni镀层,其晶粒细化,耐腐蚀性能增强,机械性能提高,摩擦系数减小,耐磨性能增强。     

Assessment of graphene oxide/epoxy nanocomposite as corrosion resistance coating on carbon steel

Graphene and its derivatives are new materials with unique properties. In recent years, various studies about the nanocomposites based on graphene oxide (GO) have been carried out. However, the electrochemical properties of nanocomposite coatings based on GO materials have not been widely studied. In this study, GO/epoxy nanocomposite coatings were prepared by incorporation of different amounts of GO nanosheets into the epoxy matrix via mechanical agitation and sonication process. The dispersion of GO nanosheets in matrix was analysed by optical microscopy, transmission electron microscopy and Fourier transform infrared. The anticorrosive properties of these nanocomposite coatings were investigated by electrochemical impedance spectroscopy tests. Results showed that the corrosion protection of coatings was improved by addition of GO into the coatings material. Furthermore, the best corrosion resistance was achieved in 0·25 wt-%GO/epoxy nanocomposite coatings.     

快干型高固体分环氧防腐底漆的研究

目的研制高性能快干型高固体分环氧防腐底漆。方法将低黏度高活性环氧树脂和普通环氧树脂进行复配,得到可用于高固含涂料的树脂基料;通过分子结构优化设计,合成制备了以酚醛胺改性聚酰胺树脂为主体并结合柔性长链改性胺树脂复配的固化剂体系;利用复配的环氧树脂基料、自制的固化剂体系和无铬防锈颜料等组分研制了快干型高固体分环氧底漆。根据国家标准,进行了力学性能(包括柔韧性、耐冲击性和附着力)、耐环境性能(包括耐湿热、耐盐雾性能)和耐液体介质等涂层性能测试;通过考核涂层耐丁酮擦拭100次是否露底,来表征涂层的固化,采用FTIR手段,动态跟踪环氧固化过程。结果新研制的环氧涂料具有优良的力学性能和防腐性能,涂料的固含量73%,表干时间40 min,适用期8 h,耐盐雾和湿热均能达到5000 h,全面性能已达到国外现役先进材料水平,且工艺性能良好。结论以低黏度高活性环氧树脂为基体,采用酚醛与柔性长链二聚酸改性的聚酰胺固化剂,可制备高性能快干高固体分环氧防腐底漆,在飞机的防护底漆领域具有良好的应用前景。     

Research on Properties of Carbon Fiber/Epoxy Resin Composite Material by Microwave Curing

Microwave irradiation was used to reduce the curing time of carbon fiber/epoxy resin composite material.The properties of carbon fiber/epoxy resin composite material under microwave curing were investigated by thermogravimetry(TG),dynamic mechanical analysis(DMA),impact strength test and scanning electron microscope(SEM).The results show that composite materials patch have high thermal stability after microwave curing.The initial degradation temperature is 330.9℃,the maximum thermal decomposition rate is at 368.1℃.When the layer of composite materials patchis 4 layers,the dynamic mechanical properties are the best after microwave curing.The initial storage modulus is 43.2 GPa,increased 28.3 GPa and 27.1 GPa than 3 layers and 5 layers,the glass transition temperature(Tg)is 67.48℃,increased about 12 ℃than 3 layers and 5 layers.Microwave curing can significantly improve the infiltration capacity of epoxy resin,enhance interfacial bonding,and increase the impact strength of composite patch.Under microwave curing,the impact strength of 3,4,5-layers composite material patches increases 35.9%,6.4% and 15.1%,respectively than heating curing.The SEM analysis of impact fracture surface shows that microwave curing can improve the interface of carbon fiber and epoxy resin.     

氟硅树脂改性紫外光固化易清洁涂层的制备及性能研究

目的 以聚氨酯丙烯酸酯为基体树脂、氟硅树脂为添加剂,制备一种具有疏水、防涂鸦和耐磨性能的紫外光固化易清洁光滑涂层。方法 首先采用氨基甲酸酯化反应合成一种含硅氧烷结构的三官能度丙烯酸酯单体（TATES）。然后以1H,1H,2H,2H-全氟辛基三甲氧基硅烷（POTS）、丙基三甲氧基硅烷（MPMS）、TATES为原料,通过水解-缩聚法制备了一系列氟硅树脂（AFSR）。最后将AFSR添加到聚氨酯丙烯酸酯树脂中,经紫外光固化得到氟硅树脂改性的聚氨酯易清洁涂层。系统地研究了AFSR添加量对涂层润湿性、自清洁、防涂鸦及耐磨性的影响。结果 氟含量为92.6%（物质的量分数）的AFSR在PUA中的添加量为2.5%时,涂层表面的水和十六烷的接触角分别为112.6°和66.3°,且拥有很低的水和十六烷滑动角。随着涂层中AFSR添加量从0.5%增加到2.5%,防污性能逐渐提高,具有明显的油性记号笔收缩和自清洁效果,并且易清洁涂层经过3 000次的摩擦循环后,仍具有良好的收缩效果和持久的防污性能,表明涂层具有优异的耐磨性能。结论 随着AFSR添加量的增加,涂层中氟硅含量增加,表面能降低,使得涂层拥有高的接触角与...