蒙脱土填充木塑复合材料的弯曲性能和蠕变特性

对蒙脱土进行有机插层改性制得有机蒙脱土(OMMT),用硅烷接枝木粉制备了有机蒙脱土/木粉/聚氯乙烯(OMMT/WF/PVC)纳米复合材料。加入的接枝木粉与OMMT分散在界面上起增强作用,有助于提高复合材料性能。用质量分数1.5%的偶联剂处理木粉,添加质量分数1.5%的OMMT时,复合材料的弯曲性能和抗蠕变性最好。用KWW模型和广义Voigt模型分析了蠕变曲线。     

OMMT/EP/CF三元复合材料的制备及耐热性能研究

为了提高碳纤维复合材料的热学性能及高温力学性能,通过有机化蒙脱土改性环氧树脂(EP)制备了有机化蒙脱土/环氧树脂/碳纤维(OMMT/EP/CF)三元复合材料,研究了有机化蒙脱土在环氧树脂中的插层效果,有机化蒙脱土的类型与加入份数对OMMT/EP/CF三元复合材料力学性能及热学性能的影响,同时研究了温度对OMMT/EP/CF三元复合材料的力学性能的影响.研究表明,加入了有机化蒙脱土后,复合材料的力学性能及热学性能均有较大幅度的提高,同时还表明随着温度的升高,复合材料的性能逐渐降低.     

耐湿热老化三元复合材料OMMT/EP/CF的制备研究

为提高碳纤维复合材料的耐湿热老化性能以及力学性能,通过有机化蒙脱土(OMMT)改性环氧树脂(EP)制备了有机化蒙脱土/环氧树脂/碳纤维(OMMT/CF/EP)复合材料,研究了OMMT的插层效果,OMMT加入质量分数和类型对环氧树脂气体阻隔性及对制备的OMMT/CF/EP复合材料的剪切性能、耐湿热老化性能等的影响.研究结...     

蒙脱土/硅烷改性木粉/PVC复合材料

用硅烷YH-62 对木粉(WF) 和插层蒙脱土(OMMT) 进行表面改性, 熔融共混挤出制备了OMMT/ 硅烷改性木粉(STWF) / 聚氯乙烯( PVC) 复合材料。分析了硅烷改性和添加蒙脱土含量对材料力学性能的影响。用X射线衍射(XRD) 、透射电镜( TEM) 和扫描电镜(SEM) 观察了蒙脱土的插层和分散效果, 用傅立叶红外光谱( FTIR) 、X 射线光电子能谱(XPS) 研究了硅烷改性效果, 分析了表面接枝反应机理。结果表明, 硅烷偶联剂与木粉形成了有效的化学键, 并能够与OMMT 表面产生化学连接, 改善木粉与PVC 及蒙脱土间的界面相容性, 提高了木塑材料的力学性能。在适量加入OMMT 后, 木塑材料的力学性能得到了进一步改善。但含量过高, 会形成厚界面层, 甚至使OMMT 和木粉团聚, 分布不均匀, 引起性能降低。      

改性菜籽油/有机蒙脱土纳米复合材料的制备及性能EI北大核心CSCD

首先以菜籽油、乙二胺、丙烯酸为原料,合成改性菜籽油(KRF),然后将其与有机改性蒙脱土(OMMT)复合制备了改性菜籽油/有机蒙脱土纳米复合材料(KRF/OMMT)。红外光谱分析结果表明,已成功制得了KRF/OMMT复合材料;X射线衍射(XRD)分析结果表明,KRF能在蒙脱土中进行插层;热重分析(TGA)结果表明,蒙脱土的引入使纳米复合材料的起始热分解温度升高,最高可达257℃。将KRF/OMMT应用于皮革加脂工艺,对加脂后坯革的阻燃性能检测结果表明,采用纳米复合材料加脂的坯革的有焰燃烧时间从146s可降至74s,阴燃时间从958s可降至11s,极限氧指数从14.8%增至21%,表明纳米复合材料能赋予坯革良好的阻燃性能。     

改性菜籽油/有机蒙脱土纳米复合材料的制备及性能

首先以菜籽油、乙二胺、丙烯酸为原料,合成改性菜籽油(KRF),然后将其与有机改性蒙脱土(OMMT)复合制备了改性菜籽油/有机蒙脱土纳米复合材料(KRF/OMMT)。红外光谱分析结果表明,已成功制得了KRF/OMMT复合材料;X射线衍射(XRD)分析结果表明,KRF能在蒙脱土中进行插层;热重分析(TGA)结果表明,蒙脱土的引入使纳米复合材料的起始热分解温度升高,最高可达257℃。将KRF/OMMT应用于皮革加脂工艺,对加脂后坯革的阻燃性能检测结果表明,采用纳米复合材料加脂的坯革的有焰燃烧时间从146s可降至74s,阴燃时间从958s可降至11s,极限氧指数从14.8%增至21%,表明纳米复合材料能赋予坯革良好的阻燃性能。     

固相法改性蒙脱土在聚氯乙烯中的应用

采用插层剂季磷盐和KH-560硅烷偶联剂对钠基蒙脱土进行固相法改性得到有机蒙脱土,并通过熔融插层法制备了聚氯乙烯(PVC)/有机蒙脱土(OMMT)纳米复合材料,通过哈克流变仪、X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)测试对比了钠基蒙脱土(MMT)和OMMT增强PVC复合材料的结构和性能。研究发现,蒙脱土、季磷盐与KH-560质量份为100∶10∶4时改性效果最佳,OMMT最佳用量为3份,PVC/OMMT3的流变性能明显优于PVC/MMT3,且PVC/OMMT材料中有机蒙脱土的层间距较大、层片分散更均匀。     

有机蒙脱土插层改性丁腈橡胶纳米复合材料

用丁腈橡胶(NBR)、自制有机蒙脱土(OMMT)通过机械共混方法制备了丁腈橡胶/有机蒙脱土(NBR/OMMT)复合胶。研究了有机蒙脱土的用量(0 phr~30 phr)对复合胶的微观结构、物理性能、力学性能、耐热性能、耐油与耐溶剂性能、耐紫外老化性能的影响。研究表明,有机蒙脱土的加入缩短了正硫化时间,少量的OMMT尤为明显;X射线衍射显示在OMMT(10 phr~25 phr)时,丁腈橡胶与有机蒙脱土形成了良好的纳米插层结构;有机蒙脱土的加入有助于提高复合胶的物理性能、耐热性能、耐油性能、耐溶剂性能,热重分析显示添加30 phr有机蒙脱土比未添加蒙脱土的胶料Tmax提高17.4℃,且25 phr时复合胶综合性能最佳。     

有机蒙脱土与白炭黑复合填充三元乙丙橡胶性能研究

采用溶液插层法分别制备了含乙烯基的有机蒙脱土(VMMT)和不含乙烯基的有机蒙脱土(OMMT),并通过与三元乙丙橡胶(EPDM)机械共混方法制备了VMMT/EPDM、OMMT/EPDM两种纳米复合材料,对复合材料的力学性能和气体阻隔性能进行了研究。实验发现:当添加相同份数有机蒙脱土时,VMMT/EPDM复合材料的力学性能和气体阻隔性能优于OMMT/EPDM复合材料;当有机蒙脱土添加量为5份时,OMMT/EPDM的拉伸强度提高了60%、100%伸长模量提高了68%,N2透气率降低了29%;当有机蒙脱土添加量为7份时,VMMT/EPDM的拉伸强度提高了99%、100%伸长模量提高了157%、N2透气率降低了52%。结果表明:通过含乙烯基官能团的有机插层剂改性后,有机蒙脱土/EPDM纳米复合材料的力学性能和气体阻隔性能显著提高。     

磺化聚醚醚酮/蒙脱土复合型质子交换膜制备与性能

以磺化聚醚醚酮(SPEEK)为基体,以有机改性的蒙脱土(OMMT)为无机相,采用溶液插层法成功制备出了可望应用于直接甲醇燃料电池的SPEEK/OMMT复合型质子交换膜.通过X射线衍射(XRD)表征了复合膜的微观结构,并采用交流阻抗和隔膜扩散方法分别考察了复合膜的质子传导性能和阻醇性能.结果表明,蒙脱土的片层间距超过4.4 nm,SPEEK高分子链已插层到蒙脱土片层之间.与纯SPEEK膜相比,SPEEK/OMMT复合膜的质子传导率有所降低,但在90℃也达到了1.2×10-2S/cm的水平,而且蒙脱土的加入明显地降低了SPEEK膜的甲醇渗透率.     

纳米ZnO-氧化石墨烯及ZnO-氧化石墨烯/水性聚氨酯复合涂层的抗菌性能

循环冷却水系统滋生细菌会导致生物黏泥产生及设备腐蚀,为解决这一问题,由硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）改性纳米ZnO,改性纳米ZnO与氧化石墨烯（GO）在二甲基乙酰胺中复合,获得纳米ZnO-GO复合抗菌材料,并利用纳米ZnO-GO改性水性聚氨酯（PU）,得到纳米ZnO-GO/PU复合涂层。对纳米ZnO-GO复合抗菌材料进行表征分析及抗菌性能测试,对纳米ZnO-GO/PU复合涂层进行抗菌性能测试及物理性能分析。结果表明,纳米ZnO成功负载在GO表面,纳米ZnO-GO纯度较高,当GO质量分数为35wt%、纳米ZnO-GO使用量为160 mgL^-1时,其抗菌率可达97.16%;当纳米ZnO-GO质量分数为2.33wt%时,纳米ZnO-GO/PU复合涂层抗菌率可达90.29%,同时拥有4 H的铅笔硬度及93.26%的缓蚀性能。     

Design parameter evaluation of a metal recoated Fiber Bragg Grating sensors for measurement of cryogenic temperature or stress in superconducting devices

There are plenty of complex physical phenomena which remain to be studied and verified experimentally for building an optimized superconducting magnet. The main problem for experimental validations is due to the unavailability of suitable sensors. This paper proposes a Fiber Bragg Gratings (FBG) sensor for this purpose which allows access to the local temperature/stress state. To measure the low temperature (20 K), FBG can be recoated with materials having high thermal expansion coefficient (HTCE). This can induce a thermal stress for a temperature change, which in turn increases the sensitivity of the sensor. The performance of such sensors has been experimentally studied and reported in earlier paper [Rajinikumar R, Suesser M, Narayankhedkar KG, Krieg G, Atrey MD. Performance evaluation of metallic coated Fiber Bragg Grating sensors for sensing cryogenic temperature. Cryogenics 2008;48:142-7]. This paper aims at evaluation and determination of different design parameters like coating materials, coating thickness, grating period and the grating length for design of better performance FBG sensor for low temperature/stress measurements.     

纳米SiO_2功能化改性石墨烯/热塑性聚氨酯复合材料的制备与性能

采用Hummers法制备了氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO),再与经硅烷偶联剂(APTES)偶联改性纳米SiO_2所得的产物(nano SiO_2—NH_2)混合,制备了石墨烯片(Graphene Sheets,GS)接枝纳米SiO_2杂化材料(nano SiO_2-g-GS)。以nano SiO_2-g-GS为填料,热塑性聚氨酯(TPU)为基体,通过熔融共混法制备共混型nano SiO_2-g-GS/TPU复合材料,并对填料和复合材料进行测试和表征。拉伸测试显示nano SiO_2-g-GS的加入对基体TPU有一定的补强作用,使复合材料定伸应力(300%、500%和1 000%)增大。DSC测试显示,与纯TPU相比,nano SiO_2-g-GS/TPU复合材料的结晶温度有大幅升高,填料含量为1wt%时,TPU的结晶温度升高了44℃。形状记忆测试结果显示,随nano SiO_2-g-GS含量增加,nano SiO_2-g-GS/TPU复合材料的形状回复率(Rr)逐渐降低,但形状固定率(Rf)逐渐升高。当nano SiO_2-g-GS质量分数为1wt%时,nano SiO_2-g-GS/TPU复合材料性能最佳。     

纤维复合材料层合板内埋光纤光栅传感器的保护技术

内埋的光纤Bragg光栅（FBG）传感器的存活率及测试精度是其在线监测纤维增强树脂基复合材料制备和服役状态的重要前提。采用[90₁₁/0₁₁]的碳纤维预浸料铺层方式,在层合板0°和45°方向的典型位置埋入FBG温度和应变传感器,采用模压成型工艺制备复合材料层合板。在异向铺排（光纤光栅方向与碳纤维方向不同）的45°方向光纤光栅传感器内埋于碳纤维预浸料层间的过程中,对其采用4种不同的保护方式。通过对比实验结果发现:当对异向铺排的FBG传感器不采取保护措施时,在加热加压复合材料时光纤光栅容易失活;整层铺设同向预浸料以保护异向铺排的FBG传感器的方式改变了具有特定铺层参数复合材料的力学性能;采用窄长条同向预浸料上下包埋保护FBG传感器的方式增大了应变光栅测量结果的系统误差;采用窄长条同向预浸料上下包埋并在邻近铺层开凹槽的保护方式能明显提高内埋光纤光栅的存活率及测试精度。      

有机蒙脱土/丁腈橡胶-聚氯乙烯隔声复合材料的制备及性能

轻质隔声材料一直是隔声功能材料的研究热点.本研究以NBR-PVC为基料,通过纳米有机蒙脱土(OMMT)填充改性制备了有机蒙脱土/丁腈橡胶-聚氯乙烯隔声材料,并探讨了纳米有机蒙脱土添加量对材料面密度、力学性能、阻尼性能和隔声性能的影响.实验结果表明,当OMMT质量含量为3.73%时,OMMT/NBR-PVC复合材料的弹性模量、拉伸强度、断裂伸长率及阻尼性能综合最佳,其隔声指数可达32.6 dB.     

纳米SiO2-氧化石墨烯/环氧涂层的制备及其防腐蚀性能

采用改进Hummers法制备了氧化石墨烯（GO）,并将GO与经硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）改性的纳米SiO₂进行复合,制备出纳米SiO₂-GO。通过FTIR、XRD、SEM、TEM等分析手段对SiO₂-GO进行表征。采用机械搅拌与超声分散的方法将SiO₂-GO添加到环氧树脂（EP）中。对添加不同质量分数纳米SiO₂、GO和纳米SiO₂-GO的EP基复合材料涂层的物理性能和电化学性能进行测试。结果表明,与纯EP涂层相比,SiO₂/EP、GO/EP和纳米SiO₂-GO/EP复合材料涂层的硬度、附着力和耐腐蚀性能得到显著增强,其中加入2wt%纳米SiO₂-GO/EP复合材料涂层硬度达到5 H,附着力等级达到1级,浸泡24 h后涂层保护效率为99.33%。15天浸泡试验结果表明,添加1.5wt%纳米SiO₂-GO/EP复合材料涂层的硬度达到5 H,附着力达到1级,涂层保护效率仍能达到97.12%。     

碳纳米管-有机化蒙脱土多维纳米界面构筑及其对环氧树脂的增韧机制

分别采用混酸、环氧树脂（EP）和硅烷偶联剂对碳纳米管（CNTs）进行功能化处理,用十八烷基三甲基氯化铵对蒙脱土（MMT）进行有机化处理,将具有一维纳米尺度的CNTs和二维纳米尺度的有机化蒙脱土（OMMT）复合引入EP酸酐固化体系,通过溶液共混法制备纳米OMMT/EP、CNTs/EP、CNTs-OMMT/EP复合材料。使用简支梁冲击试验仪测试三种复合材料的冲击强度,并利用SEM观察纳米复合材料的冲击断面形貌。实验结果表明,当OMMT的含量为4wt%时,纳米OMMT/EP复合材料的冲击强度比未掺杂纳米组分的EP提高了16.7%。经硅烷偶联剂处理后的CNTs（Si-CNTs）能与EP基体形成良好界面,当Si-CNTs的含量为0.9wt%时,纳米Si-CNTs/EP复合材料冲击强度比未掺杂纳米组分的EP提高了84.0%。当OMMT的含量为4wt%、Si-CNTs的含量为0.9wt%时,纳米Si-CNTs-OMMT/EP复合材料的冲击强度比未掺杂纳米组分的EP提高了135.4%。管状CNTs和片层结构OMMT对EP的韧性具有协同提高作用。     

改性纳米HA对PLA-PBAT共混体系结晶与流变性能的影响

采用熔融共混挤出法制备改性纳米羟基磷灰石（HA）/聚乳酸（PLA）-聚己二酸丁二酯-对苯二甲酸丁二酯（PBAT）复合降解材料,利用差示扫描量热仪（DSC）、流变仪、电子拉伸机、扫描电镜（SEM）等,对其结晶、流变行为、力学性能、冲击性能、表面结构等进行了研究。DSC结果表明：随着改性纳米HA添加量的增多,HA/PLA-PBAT共混体系的玻璃化转变温度先升高后下降;冷结晶温度逐渐下降,降低了13℃,结晶能力有所提高;结晶度由24.33%增加到33.47%。流变行为显示共混体系黏度随剪切速率的增大而减小,属非牛顿流体。此外,随着改性纳米HA的增多,HA/PLA-PBAT共混体系储存模量和损耗模量逐渐减小;屈服强度、缺口冲击强度、拉伸强度先增大后减小,当共混体系中改性纳米HA添加量为2%（80/20/2）时,达到最大值。SEM观察发现,少量改性纳米HA可以均匀分散在PLA-PBAT基体中并能显著提高其韧性。