EP/CFDSF/CNTs复合材料的力学性能和电学性能

采用浓硝酸和浓硫酸改性碳纳米管(CNTs),然后以环氧树脂(EP)为基体、碳纤维双层间隔织物(CFDSF)为增强体制备了EP/CFDSF/CNTs复合材料,研究了改性CNTs含量对EP/CNTs和EP/CFDSF/CNTs复合材料力学性能及电学性能的影响。结果表明,随改性CNTs含量增加,两种复合材料的弯曲强度和缺口冲击强度均先升高后降低,当改性CNTs的含量为2.5份时,两种复合材料的力学性能最好,EP/CFDSF/CNTs复合材料的弯曲强度和缺口冲击强度分别为145.18 MPa和18 kJ/m~2,分别较EP/CNTs复合材料提高了12.5%和18.4%。随改性CNTs含量增加,两种复合材料的体积电阻率降低,当达到渗滤阈值即改性CNTs的含量为2.5份后下降明显,EP/CNTs复合材料的体积电阻率为25.9Ω·cm,而EP/CFDSF/CNTs复合材料的体积电阻率为20.85Ω·cm。     

改性玄武岩纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能

采用偶联剂KH570对玄武岩纤维(BF)进行表面改性,研究表面改性BF的长度、添加量对增强环氧树脂(EP)复合材料力学性能的影响。结果表明,改性BF表面产生很多凸起,变得非常粗糙。BF表面改性使复合材料的拉伸强度提高10%～20%,冲击强度提高10%～40%。随着改性BF长度及添加量的增加,复合材料的力学性能显著提高。当改性长BF的质量分数为4%时,与纯EP相比,复合材料的拉伸强度和冲击强度分别提高248.3%和451.5%。长BF的增强效果明显好于改性长玻璃纤维(GF),尤其纤维的添加量较大时复合材料拉伸强度的提高更为明显。当长BF的质量分数为4%时,长BF增强复合材料的拉伸强度较长GF增强复合材料提高37.8%,冲击强度提高9.2%。     

环氧树脂/棕榈酰氯改性玉米秸秆复合材料力学性能研究

以棕榈酰氯改性的玉米秸秆作为填料,将环氧树脂（EP）作为基体树脂,制备环氧树脂/改性玉米秸秆生物质复合材料。利用红外光谱和X射线光电子能谱对改性前后的秸秆进行结构表征,采用电子万能试验机对复合材料进行力学性能分析,利用扫描电子显微镜对复合材料的微观形貌进行分析。结果表明,红外谱图中在1 754 cm^-1处有新的C=O特征伸缩振动峰出现;X射线光电子能谱图中C1（C=C、C—C）、C2（C—O）含量分别从47.85 %和40.24 %下降到41.30 %和30.64 %,C3（C=O）、C4（C—O—C）含量分别从9.12 %和2.79 %增加到20.56 %和7.20 %,说明改性后玉米秸秆疏水性增强,与EP的相容性得到改善;随着玉米秸秆含量的增加,EP复合材料的拉伸性能与纯EP比增加了100.3 %和157.77 %;弯曲强度呈现出先增加后下降的趋势;未改性秸秆添加量达到10 %时,冲击强度最大比纯EP提高了16.8 %,而改性后秸秆的含量达到15 %时,比纯EP提高了70.53 %。     

纳米ZnO改性环氧树脂研究

以镀锌渣为原料制备纳米ZnO,研究纳米ZnO的含量对EP/纳米ZnO复合材料的拉伸、弯曲和冲击等力学性能的影响。结果表明:添加普通ZnO和纳米ZnO均增加环氧树脂的拉伸强度和弯曲强度。随着普通ZnO含量的增加,复合材料的拉伸强度和弯曲强度增加。然而,随着纳米ZnO含量的增加,复合材料的拉伸强度和弯曲强度的增加幅度先增加后减小,当纳米ZnO含量为5%时,拉伸强度和弯曲强度最大。在含量相同的情况下,纳米ZnO增强效果优于普通ZnO;添加普通ZnO会降低环氧树脂的冲击强度,而一定量的纳米ZnO能增加其冲击强度。随着纳米ZnO含量的增加,复合材料的冲击强度也逐渐增大,当其含量为5%时,冲击强度最大。     

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%。     

环氧树脂/纳米金刚石纳米复合材料的制备与性能研究

制备了环氧树脂/纳米金刚石纳米复合材料,研究了纳米金刚石对复合材料力学性能和热性能的影响。研究结果表明,随纳米金刚石含量的增加复合材料的力学性能呈现先增加后降低的趋势。当添加0.4%的纳米金刚石时,复合材料的拉伸强度和弯曲强度比纯环氧树脂分别提高了51.9%和52.5%,冲击强度为纯环氧树脂的1.9倍。复合材料的热稳定性能随着纳米金刚石含量的增加而提高,玻璃化转变温度随着纳米金刚石含量的增加而降低。利用SEM对复合材料增韧增强机理进行了探讨。     

稻壳SiO2/环氧树脂纳米复合材料的吸水性及弯曲性能

将稻壳用酸处理后在600℃焚烧得到纯度为99.3%,比表面积为212 m2/g的SiO2,用偶联荆γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)改性后,SiO2的平均粒径为60 nm.将改性后的稻壳SiO2与环氧树脂(EP)复合,考察稻壳SiO2含量为1%、3%、5%、10%时复合材料在不同温度下的吸水率和弯曲性能,并探讨偶联剂KH550的用量、材料的孔隙率对吸水性的影响.结果表明:稻壳SiO2/EP纳米复合材料的吸水性先随SiO2含量增加而增加,当SiO2质量含量为10%时开始下降.温度和材料中孔隙含量增加使复合材料的吸水率增加,而KH550用量增加能降低吸水率.此外不同组成的复合材料弯曲性能优于纯EP树脂,相同SiO2含量的复合材料,弯曲性能提高幅度依赖于偶联剂的用量.     

PP/POE/CaCO3复合材料的性能研究

采用熔融共混工艺制备了聚丙烯/聚烯烃弹性体/碳酸钙(PP/POE/CaCO3)复合材料,研究了POE及CaCO3用量对复合材料力学性能、流变性能及热性能的影响。结果表明:随着POE含量的增加,复合材料的冲击强度显著增大,当POE含量为12%时,冲击强度较纯PP增加233%;同时拉伸强度随POE含量的增加缓慢下降。随着CaCO3含量增加,冲击强度先增加后缓慢下降。     

碳化硅/环氧树脂导热复合材料的制备与性能

采用浇铸成型法制备碳化硅/环氧树脂(SiC/EP)导热复合材料,研究了SiC种类、粒径、用量和表面改性方法对SiC/EP复合材料的导热性能、力学性能和热性能等影响。结果表明:SiC/EP复合材料的导热系数随纳米级SiC用量增加而增大,当φ(纳米级SiC)=17.80%时,导热系数为0.954 6 W/(m.K);SiC/EP复合材料的弯曲强度和冲击强度随纳米级SiC用量增加均呈先升后降态势,当φ(纳米级SiC)=3.50%时,两者均达到最大值。SiC经表面改性后可有效提高复合材料的导热性能和力学性能,并且改性SiC的加入可有效降低EP的玻璃化转变温度。     

环氧树脂/纳米纤维素复合材料的制备与性能研究

以木粉为原料制备纳米纤维素（CNF）,经甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）改性后采用溶液共混法与环氧树脂（EP）复合,制得EP/CNF⁃GMA复合材料;通过对EP/CNF、EP/CNF⁃GMA复合材料力学性能、透光性能、亲水性、热稳定性和微观结构的表征,研究了CNF和GMA含量对复合材料性能的影响及其机理。结果表明,EP/CNF复合材料的拉伸强度、断裂伸长率、透光率随CNF含量的增大呈先增后减的变化趋势,亲水性随CNF含量的增大而增大;CNF含量为0.6 %（质量分数,下同）时,EP/CNF复合材料性能最优,拉伸强度为32.166 MPa,断裂伸长率为20.995 %,600 nm处透光率为79.8 %,接触角为77.34°。经GMA改性后,CNF与EP的相容性得到了改善,提升了EP/CNF复合材料的力学性能和热稳定性;随GMA含量的增加,EP/CNF⁃GMA复合材料的拉伸强度、断裂伸长率、透光率和亲水性均发生变化;GMA含量为4.8 %时EP/CNF⁃GMA复合材料性能最佳,拉伸强度为57.933 MPa,断裂伸长率为18.762 %,600 nm处透光率为86.3 %,接触角为81.42 °。     

羟基磷灰石增强环氧树脂结构胶的力学性能研究

采用羟基磷灰石(HA)对环氧树脂结构胶进行改性。对改性后结构胶的力学性能进行测试。实验表明:随着HA的掺量增加,环氧结构胶的压缩强度、冲击强度、粘钢剪切强度提高、拉伸强度略有降低;当羟基磷灰石的掺量为5％时。环氧树脂结构胶的压缩强度、冲击强度分别为92MPa、6．8kJ／m2,比纯环氧树脂基体提高28％和70％;当羟基磷灰石的掺量为7％时,环氧树脂结构胶的粘钢剪切强度为26．4MPa．比纯环氧树脂基体提高55％,羟基磷灰石对环氧树脂有较好的增强增韧作用。     

环氧树脂/空心玻璃微珠泡沫材料性能研究

以高强度环氧树脂为基体,表面改性处理的空心玻璃微珠(HGB)为填料,经高温固化制备了环氧树脂/HGB泡沫材料,并研究了HGB类型、HGB含量和固化剂用量对泡沫材料压缩性能的影响。研究发现,随着HGB填充量的增大,泡沫材料的密度和压缩强度均下降。当固化剂与环氧树脂物质的量比为0.85时,泡沫材料的抗压性能最好,压缩强度为40.19 MPa。偶联剂改性HGB可以有效改善HGB和基体树脂的粘合效果。当改性HGB质量分数为80%时,与未改性环氧树脂相比,环氧树脂/改性HGB泡沫材料压缩强度提高了5.0%,吸水率下降40.6%。     

Investigation of thermal behaviour and mechanical property of the functionalised graphene oxide/epoxy resin nanocomposites

ABSTRACT

Graphite oxide (GO) and functionalised graphite oxide (FGO) were successfully prepared with -NH₂-terminated GO in the paper, and their chemical structures were characterised with Fourier transform infrared (FTIR), Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS), UV spectrum analysis and XRD, their microstructures were researched by a scanning electron microscope (SEM) and a transmission electron microscope (TEM), and their thermal properties were characterised by TG. The result showed the carbon residue of FGO was 82.1% and the residual char of GO was 48%, the composite materials were prepared with curing for epoxy resin. The thermal stability, mechanical properties, and morphology after impacting tests of composite materials were investigated using thermogravimetric analysis, tensile and charpy impact tests and SEM. The result showed when the 0.2% FGO was filled into the epoxy, the tensile strength was 55.4?MPa, the impact strength was 17.3?KJ/m², the flexural strength was 82?MPa, and the flexural modulus was 2760?MPa. The mechanical properties of composite materials were higher than those of pure epoxy and improved the strength and toughness of epoxy nanocomposites.     

环氧树脂／超细膨润土复合材料的物理力学性能

采用TG-TA法、SEM、XRD、力学性能及电性能测试等方法对有机胺插入超细膨润土有机复合体与环氧树脂固化体系的结构与性能进行了研究,结果表明,膨润土/胺有机复合体与环氧树脂固化复合时,可形成层间固化与层外固化相结合的结构,所得复合材料的力学性能、电性能得到改善。其中有机活化膨润土/环氧树脂复合材料各项性能改善更加显著,在膨润土含量50%时,与未处理膨润土/环氧树脂复合材料相比,其拉伸强度约提高60%,拉伸模量约提高120%,而材料的弯曲强度和模量约分别提高40%和30%,冲击强度约提高30%;材料的体积电阻系数和表面电阻系数约分别提高8倍和12倍。     

纳米SiO2对聚苯醚树脂/氰酸酯复合材料性能的影响

以聚苯醚树脂(PPO)改性BCE(双酚A型氰酸酯)作为复合材料的基体树脂,以硅烷偶联剂(KH-560)处理过的纳米二氧化硅(nano-SiO2)作为改性剂,制备出nano-SiO2/PPO/BCE复合材料.结果表明:适量的nano-SiO2既可同时提高PPO/BCE体系的韧性和强度,又可改善其介电性能和吸湿性能;当w(...     

改性环氧树脂制备的热固性环氧沥青材料性能

采用改性环氧树脂和脂肪族多元羧酸固化剂（由C22：三元酸和二聚脂肪酸固化剂复配而成）及石油沥青制备了热固性环氧沥青材料。通过力学性能测试、DSC及扫描电镜研究了沥青含量对环氧沥青固化物拉伸性能、玻璃化温度、固化反应活性及相结构的影响。结果表明,沥青质量分数为44％的环氧沥青固化物的拉伸强度达8．37MPa,断裂伸长率达223．50％,玻璃化温度22．25℃,吸水率为0．2％。随着沥青含量的增加,沥青作为分散相的粒径越来越大,因而环氧沥青材料的拉伸强度降低。沥青含量的增加对固化物的玻璃化温度没有显著的影响。有沥青的环氧固化体系的反应活化能要小于无沥青的环氧固化体系。     

Water absorption and mechanical property of an epoxy composite coating containing unoxidized aluminum particles

In this work, an unoxidized aluminum particle/epoxy composite coating was prepared onto the surface of the pure epoxy resin to reduce its water absorption and improve its mechanical property and low energy surface impact resistance. Unoxidized aluminum particles were prepared using arc spraying under the protection of nitrogen. The diffusion coefficient of sample began to decrease and then increased with increasing the content of aluminum particles in the composite coating. The minimum value was 2.7 × 10⁻⁸ m²/s at a critical concentration of 6% of aluminum particles, 38% lower than that of pure epoxy resin. The sample with 6% aluminum particles had the maximum tensile and bending strengths of 38.9 MPa and 94.6 MPa, respectively. Aluminum particles could effectively reduce the impact of the epoxy resin suffered. The direction of the impact was changed, and avoids the micro-crack to extend unidirectionally.     

酸酐固化聚二甲基硅氧烷改性环氧树脂体系的研究

合成了聚二甲基硅氧烷与环氧树脂的增容剂，以甲基四氢苯酐为固化剂固化聚二甲基硅氧烷改性环氧树脂体系，通过测定，中击强度、拉伸强度、弯曲强度分析了其增韧增强效果。结果表明，增容剂的加入提高了环氧树脂与聚二甲基硅氧烷的相容性，当聚二甲基硅氧烷的含量为10％时，改性环氧树脂体系的力学性能最好；并通过热失重法、差示扫描量热法测定了固化物的热性能，其耐热稳定性与纯环氧树脂相比有明显提高。     

纳米SiO_2改性环氧树脂胶粘剂的研究

选择纳米 SiO_2 作为增强材料改性环氧树脂基体, 以物理分散法将纳米 SiO_2 分散在环氧树脂中。通过力学性能测试和热稳定性能测试, 研究了不同含量的纳米 SiO_2 对改性环氧树脂胶粘剂的热性能、拉伸性能和冲击性能的影响; 通过 NOL环测试和扫描电子显微镜(SEM) 分析, 研究了不同含量的纳米 SiO_2 对国产芳纶纤维/改性环氧复合材料的界面性能和层间剪切强度的影响。实验结果表明, 基体树脂中当 w( 纳米SiO_2)=3%时, 改性环氧树脂胶粘剂的拉伸强度和冲击强度分别提高了 28.8%和 22.6%, 复合材料的层间剪切强度(ILSS) 达到最大值, 比未改性胶粘剂提高约 56.8%。     

芳纶1414增强ABS复合材料的性能研究

用短切芳纶1414(PPTA)对丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)树脂进行增强改性,利用扫描电镜、热失重分析和力学性能测试等方法分析了ABS/PPTA复合材料的断面形态结构、热性能和力学性能。结果表明:当PPTA用量为5份时,ABS/PPTA复合材料的拉伸强度和拉伸模量分别比纯ABS树脂提高了11%和29%,弯曲强度和弯曲模量分别增至78.8MPa和2.9GPa;PPTA可增强ABS树脂在高温时的热稳定性,降低最大失重速率并,提高残炭量。