氧化石墨烯改性玄武岩纤维及其增强环氧树脂复合材料性能

为了改善玄武岩纤维/环氧树脂复合材料的界面性能,通过偶联剂对氧化石墨烯进行改性,并将改性后的氧化石墨烯引入到上浆剂中对玄武岩纤维进行表面涂覆改性,同时制备了氧化石墨烯-玄武岩纤维/环氧树脂复合材料.采用FTIR表征了氧化石墨烯的改性效果;运用SEM分析了改性上浆剂处理对玄武岩纤维表面及复合材料断口形貌的影响和作用机制.结果表明:偶联剂成功接枝到氧化石墨烯表面;玄武岩纤维经氧化石墨烯改性的上浆剂处理后,表面粗糙度及活性官能团含量增加,氧化石墨烯-玄武岩纤维/环氧树脂界面处的机械齿合作用及化学键合作用增强,界面黏结强度得到改善,玄武岩纤维的断裂强力提高了30.8%,氧化石墨烯-玄武岩纤维/环氧树脂复合材料的层间剪切强度提高了10.6%.     

激光改性纤维对其增强环氧树脂复合材料力学性能的影响

利用激光对玻璃纤维、玄武岩纤维和碳纤维进行表面改性后,以环氧树脂为基体,分别制备三种纤维增强环氧树脂复合材料。利用SEM和万能试验机对表面改性前后的碳纤维形态、力学性能及三种纤维/环氧树脂复合材料的力学性能和断面形貌进行表征,研究了纤维激光表面改性对三种纤维及其增强环氧树脂复合材料力学性能的影响。结果表明:激光表面改性对碳纤维/环氧树脂复合材料的力学性能提升最高,其拉伸强度最大提高了77.06%,冲击强度最大提高了31.25%,玄武岩纤维/环氧树脂复合材料的力学性能提升次之,而玻璃纤维/环氧树脂复合材料的力学性能有所下降。因此,激光进行表面改性适用于碳纤维和玄武岩纤维。     

无溶剂型纳米SiO2/环氧树脂复合涂料的制备及性能

为了提高环氧树脂涂料的综合性能,以KH-560硅烷偶联剂对纳米SiO2进行原位改性,制备了无溶剂型纳米SiO2/环氧树脂复合涂料。用FT-IR及分散性试验研究了纳米SiO2原位改性的效果;探讨了改性纳米SiO2对复合涂层表面形貌、力学性能、耐紫外光老化性、耐蚀性能的影响。结果表明:KH-560硅烷偶联剂的有机分子链段成功地键合在纳米SiO2粒子表面,改性后的纳米SiO2粒子能均匀地分散在二甲苯中;纳米SiO2能够显著改善环氧树脂涂层的力学性能,当其含量为3%时最好;复合涂层耐紫外光老化及耐腐蚀性比环氧树脂涂层有较大的提高。本无溶剂型纳米SiO2/环氧树脂复合涂层对基材有良好的保护作用。     

纳米SiO2改性环氧树脂及其复合材料性能研究

先采用机械搅拌和超声分散方式在环氧树脂中分散纳米SiO2微粒,通过扫描电镜表征断面的形貌来分析纳米SiO2分散效果,再采用力学性能测试,研究纳米SiO2对环氧树脂及其玻璃纤维增强复合材料性能的影响,结果表明,超声分散效果明显优于机械搅拌分散;纳米SiO2含量对分散效果、环氧树脂及其复合材料力学性能具有显著影响;采用超声分散的1%(质量分数)纳米SiO2改性环氧树脂浇铸体的弯曲强度比未改性的提高了21.2%,其玻璃纤维增强复合材料的弯曲和拉伸强度分别提高了9.7%和7.9%,但层间剪切强度则降低了10.6%。     

纳米SiO2/蓖麻油封端聚氨酯/环氧树脂复合体系的合成及表征

采用活性稀释剂的环氧基团与纳米SiO2反应这种新型的改性方法,达到对纳米SiO2的表面改性、防止团聚等目的;以环氧树脂(E44)和缩水甘油(glycidyl)同时对蓖麻油聚氨酯预聚体进行封端,与TDE-85环氧树脂共混,组成纳米SiO2/蓖麻油聚氨酯/环氧树脂的复合体系。采用FT-IR、TGA、SEM和万能试验机对体系的相关性能进行表征并采用DMA对体系的阻尼性能进行了测试,结果表明,与传统的蓖麻油聚氨酯/环氧树脂体系相比,这种新型的纳米SiO2/蓖麻油聚氨酯/TDE-85的复合体系具有更加优异的热性能和力学性能,断面形貌显示体系相容性好且纳米SiO2没有发生团聚;加入改性后的纳米SiO2后,提高了复合体系的阻尼性能,随着改性后纳米SiO2的量不断增加,体系的阻尼性能也不断增强。     

纳米SiO2/环氧树脂的制备与表征

利用偶联剂处理后的纳米SiO2粒子改性环氧树脂制备纳米SiO2/环氧树脂复合材料.IR分析表明:纳米SiO2与环氧树脂形成了复合体;热失重、冲击强度、扫描电子显微镜和体积电阻率测试表明:纳米SiO2和普通SiO2对环氧树脂有明显的改性作用,当SiO2/环氧树脂为4/100时,复合体的热解温度、冲击强度和体积电阻率均达到最大值,纳米SiO2/环氧树脂的热解温度、冲击强度和体积电阻率分别为323℃,89.2kJ·m-2和3.56×1014Ω·cm-2;普通SiO2/环氧树脂的热解温度、冲击强度和体积电阻率分别为308℃,17.13kJ·m-2和2.80×1014Ω·cm-2.     

改性纳米SiO2/环氧树脂涂料的制备及其性能

为提高纳米SiO2在环氧树脂中的分散程度,充分发挥纳米SiO2的力学性能和耐热性,采用乙烯基三乙氧基硅烷与丙烯酸对纳米SiO2表面进行接枝改性,利用红外光谱对改性纳米SiO2的结构进行了表征;将改性纳米SiO2添加到环氧树脂中混合固化,得到改性纳米SiO2/环氧树脂复合涂料(SAE),并通过附着力、吸水率、电化学试验等方法对SAE涂层的耐蚀性能进行了评价。结果表明:改性后的纳米SiO2出现新的吸收峰;SAE具有附着力高、抗渗透性强、极化电流小等优良的耐腐蚀性能。     

纳米SiO2/环氧树脂复合材料性能研究

采用溶液共混法制备了纳米SiO2/环氧树脂复合材料。通过冲击强度测试、SEM分析、DSC测试以及红外光谱分析、对材料的冲击性能耐热性能及其固化行为进行了探讨。实验结果表明,不同类型的纳米SiO2/环氧树脂复合材料其冲击性能都比纯环氧树脂固化物要好,并且都在纳米SiO2含量为4%时为最佳;纳米SiO2的加入也能有效提高材料的玻璃化转变温度;而且纳米SiO2的比表面积越大,其冲击性能和耐热性能越好。     

玻璃纤维表面纳米SiO_2改性对GF/PCBT复合材料力学性能的影响

为研究玻璃纤维(GF)表面纳米SiO2改性对GF增强树脂基复合材料力学性能的影响,利用真空辅助模压(VAMP)工艺制备了不同含量的纳米SiO2表面改性GF增强聚环状对苯二甲酸丁二醇酯(PCBT)复合材料。分析了GF表面改性对GF/PCBT复合材料力学性能的影响,研究了纤维表面改性对GF/PCBT复合材料抗湿热老化性能的影响规律。纤维拔出试验结果表明:经表面处理的GF/PCBT复合材料的界面剪切强度提高了1.16倍;采用含量为0.5wt%和2wt%(与树脂质量比)的纳米SiO2处理GF表面后,复合材料的三点弯曲强度分别提高1.5倍和1.67倍,弯曲模量分别提高1.03倍和1.17倍。SEM结果显示:当纳米SiO2用量为2wt%时,破坏后的纤维表面被树脂完全覆盖,树脂与纤维粘结良好。在湿热条件下,由于纳米SiO2颗粒的存在,水分子很难通过界面相扩散到改性后的材料内部,其抗湿热性能提高。     

聚乳酸/纳米SiO2复合纤维的制备及力学性能

首先用硅烷偶联剂(GPS)对纳米SiO2进行接枝改性,利用粒径分析仪、FTIR和沉降实验对改性前后纳米SiO2的粒径大小、结构和溶剂稳定性的变化进行了表征;然后将改性前后的纳米SiO2分别与聚乳酸(PLA)在双螺杆挤出机中熔融混合,利用牵伸卷绕装置制备了PLA/SiO2和PLA/M-SiO2(改性后SiO2)复合纤维。利用视频显微镜和单纱强力仪研究了不同纳米SiO2含量对PLA/SiO2和PLA/M-SiO2复合纤维结构形貌和力学性能的影响,以及不同牵伸倍数对PLA/M-SiO2复合纤维结构形貌和力学性能的影响。结果表明M-SiO2粒径明显减小,且硅烷偶联剂结构中的有机官能团与SiO2表面硅羟基发生反应,减少了其表面Si-OH的量,使得M-SiO2表现出良好的溶剂稳定性和分散性;PLA/M-SiO2复合纤维的力学性能较PLA/SiO2复合纤维得到了明显的改善;当改性纳米SiO2含量为1%时复合纤维强度最好;当牵伸倍数为3时复合纤维强度最好。     

提高F-12/环氧复合材料界面性能的方法研究

F-12/环氧复合材料具有优异性能,广泛用于宇航和军事领域.但F-12与环氧树脂基体之间的界面粘结性能较差,复合材料的层间剪切强度较低.针对这一复合材料体系,全面论述了提高F-12/环氧复合材料界面性能的几种方法以及各种方法的优缺点,其中包括纤维表面接枝、偶联、聚合物涂层、冷等离子体、γ射线辐射和超声波技术改性,以及环氧树脂基体纳米SiO2的改性.     

纳米SiO2/玄武岩纤维复合改性聚氨酯注浆材料研究

利用纳米SiO2和玄武岩纤维对聚氨酯注浆材料进行复合改性,制备了聚氨酯固结体,研究了异氰酸酯指数,水、纳米SiO2和玄武岩纤维的添加量以及玄武岩纤维的长度等因素对聚氨酯固结体压缩、拉伸性能的影响主次顺序,利用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、扫描电镜仪(SEM)对试样进行表征.结果表明:纳米SiO2和玄武岩纤维对固结体有增强作用,当异氰酸酯指数为1.20、水的添加量为0.5％、纳米SiO2的添加量为2.0％、玄武岩纤维的添加量为5.0％、纤维长度分别为3.0mm时,材料的压缩强度达到最佳值.     

剑麻纤维/纳米酚醛树脂复合材料的动态力学性能和热性能

分别采用碱、硅烷偶联剂(KH-550)对剑麻纤维(SF)进行表面处理,选用无机纳米SiO2改性的酚醛树脂(PF)作为基体树脂,通过模压成型工艺制备剑麻纤维/纳米酚醛树脂复合材料。分别采用动态力学分析(DMA)、热重分析(TG)研究纳米SiO2的加入及剑麻纤维处理方式对SF/PF复合材料动态力学、蠕变、应力松弛性和热性能的影响。结果表明,与未添加纳米SiO2的SF/PF复合材料相比,SF/纳米PF复合材料的储能模量达到4783MPa,提高了46.8%;与未改性SF/纳米PF复合材料相比,经过碱处理的SF/纳米PF复合材料玻璃化转变温度(Tg)达到261℃,提高了14℃;热失重研究结果表明,纳米SiO2的加入及剑麻纤维改性均能显著提高SF/PF复合材料的热分解温度。     

GO负载纳米Al2O3对环氧树脂耐磨性能的影响

为了研究出一种耐磨性能优异的环氧树脂基纳米复合材料,将球形纳米氧化铝经γ-氨丙基三甲氧基硅烷改性后负载到氧化石墨烯表面,再将其作为填料加入到环氧树脂中,制备出球形纳米氧化铝/氧化石墨烯/环氧树脂新型纳米复合材料.利用硬度计、磨耗仪及万能试验机,分别对纳米复合材料的硬度、磨损量、弯曲性能和冲击性能进行测试.试验结果表明:该新型纳米复合材料相较于纯环氧树脂,磨损量减少了 52.5％;弯曲强度达到了 121.4 MPa,为纯环氧树脂的1.44倍;冲击强度达到了 27.4 J/m2,为纯环氧树脂的5.96倍.球形纳米氧化铝大的比表面积与表面作用力增强了片层状氧化石墨烯和环氧树脂的表面作用,进而使该新型纳米复合材料表现出了优异的耐磨性能.     

纳米SiO2/聚氨酯/环氧树脂复合体系的合成及表征

采用活性稀释剂的环氧基团与纳米SiO2反应,以达到对纳米SiO2的表面改性、防止团聚等目的;以环氧树脂(E44)和缩水甘油(Glycidyl)同时对聚氨酯预聚体进行封端,与TDE-85环氧树脂共混,组成纳米SiO2/聚氨酯/环氧树脂复合体系。采用FT-IR、DMA、SEM和万能实验机对体系的相关性能进行表征,结果表明,与纯环氧树脂和聚氨酯/环氧树脂/活性稀释剂复合体系相比,纳米SiO2/聚氨酯/环氧树脂复合体系的相关性能更加优异;加入纳米SiO2的Tg最高为78℃;断面形貌显示体系相容性好且纳米SiO2没有发生团聚;加入3%纳米的SiO2后,体系的拉伸强度和冲击强度达到最高,室温下分别为78.23MPa和50.85kJ/m2,液氮下(-196℃)分别为93.09MPa和62.56kJ/m2。     

SiO2纳米纤维的制备及其对亚甲基蓝染料的吸附性能

以溶胶-凝胶法为基础,通过静电纺丝方法制备PVP/SiO2复合纳米纤维膜,经600℃高温煅烧得到SiO2纳米纤维膜;利用扫描电子显微镜(SEM)观察了SiO2纳米纤维膜的结构形貌;傅里叶变换红外光谱(FT-IR)证实了SiO2纳米纤维的形成;通过X射线衍射(XRD)对SiO2纳米纤维的晶型及晶粒大小进行了分析。通过对其亚甲基蓝染料的吸附,研究了SiO2纳米纤维膜的吸附性能。结果表明制备的SiO2纳米纤维形貌稳定,并对亚甲基蓝染料具有良好的吸附性能。     

纳米粒子改性环氧树脂及其复合材料力学性能研究

通过机械共混法制备了Al2O3纳米粒子改性环氧树脂基体,研究了纳米粒子含量对改性树脂基体力学性能的影响,并采用紧凑拉伸实验研究了纳米粒子改性环氧树脂的断裂韧性。利用改性树脂制备了玻璃纤维增强复合材料,研究了改性复合材料的力学性能与纳米粒子含量之间的关系。结果表明:纳米粒子的加入明显改善了环氧树脂基体的断裂韧性并且有助于提高树脂与纤维之间的界面粘接强度,因而使改性复合材料的层间性能明显提高而其他力学性能基本不变。     

偶联剂对EVOH/纳米SiO_2复合材料结构与性能的影响

采用不同的偶联剂KH550、KH560、KH570和KH8431对纳米SiO2进行表面改性,采用熔融共混法将未改性和改性纳米SiO2(5%(质量分数)SiO2)与EVOH共混制成复合材料,并吹塑成薄膜。利用FT-IR、TEM、SEM对不同偶联剂处理的纳米SiO2和复合材料的结构进行表征,并对复合材料的流变性能、阻隔性能、力学性能、耐热性能和透明性进行了表征。结果表明,纳米SiO2与4种偶联剂均形成化学键合,改性纳米SiO2比未改性纳米SiO2在EVOH中分散性好,加工时熔体的流动性更好。用KH550处理的纳米SiO2在EVOH中分散性最好,与EVOH能形成较大界面相互作用力,与EVOH/未改性纳米SiO2复合材料相比,EVOH/改性纳米SiO2复合材料的拉伸强度和储能模量分别提高17.2%和136%,透湿、透氧系数分别下降11.2%和9.5%,透光率达到74.9%,雾度为14.9%。     

CaCl1和多巴胺处理对芳纶纤维表面结构与性能的影响

采用氯化钙(CaCl2)乙醇溶液和多巴胺水溶液浸渍法对芳纶纤维表面进行改性处理,对改性后芳纶纤维表面的化学结构、微观形貌、表面粗糙度、单丝拉伸强度和芳纶纤维/环氧树脂复合材料的界面性能等进行了测试分析.结果表明,采用CaCl2乙醇溶液处理芳纶纤维后,芳纶纤维表面有刻蚀出的沟槽,表面粗糙度增大,芳纶纤维/环氧树脂复合材料的层间剪切强度明显提高,同时由于纤维结构受到破坏,单丝拉伸强度下降了11.12％;采用多巴胺水溶液处理时,芳纶纤维表面沉积了聚多巴胺涂层,表面粗糙度增大,芳纶纤维/环氧树脂复合材料的层间剪切强度进一步提高,纤维结构几乎不受影响,单丝拉伸强度降幅较小;采用CaCl2乙醇溶液和多巴胺水溶液先后处理芳纶纤维后,纤维表面的聚多巴胺涂层更致密,复合材料的层间剪切强度达到最大值,同时改性后的纤维具有一定的抗紫外性能,此方法改性效果最优.     

改性纳米SiO_2/尼龙复合塑料性能的研究

采用熔融共混法制备改性纳米SiO2/PA6复合塑料,研究了纳米SiO2用量及其粒径对SiO2/PA6复合PA6力学性能、耐热性能和阻隔性能的影响。结果表明:纳米SiO2粒子在纳米SiO2/PA6复合材料中的分散增强了树脂之间的作用力;在一定范围内,随着纳米SiO2用量的增加,改性纳米SiO2/PA6的耐冲击性能、弯曲强度、拉伸强度和耐热性均有一定提高,而纳米SiO2粒径越小,力学性能提高就越显著;当纳米SiO2质量分数为2%~3%时,改性纳米SiO2/PA6透氧性最小,当纳米SiO2质量分数为3%~4%时,改性纳米SiO2/PA6透湿性最小。