晶须对环氧树脂改性的研究进展

晶须因其直径小、长径比大,具有高强度、高模量及耐热性优良等特性,在高分子材料改性中有着独特的作用.环氧树脂因其具有强度高、粘结性好、热稳定性好及强度高、收缩性小等特点在国民经济的各个领域得到了广泛应用.晶须改性环氧树脂可以进一步提高其力学性能、耐摩擦磨损性能以及抗静电性能.本文介绍了几种在环氧树脂改性研究和应用中常见的晶须及其性能,并对国内外近几年内晶须在环氧树脂复合材料方面的研究和应用进行了综述.     

SiC晶须增韧初强AIN材料的研究

研究了ＡＩＮ陶恣及ＳｉＣｗ－ＡＩＮ复合材料的机械性能和显微结构，在ＡＩＮ中加入２０％ＳｉＣ晶须后，其弯曲强度增加了７７％，断裂韧性增加了６４％，用ＳＥＭ和ＴＥＭ分析材料的显微结构表明，复合材料的增韧机制是晶须拔出，裂纹偏转的综合作用，而增强的原因在于ＳｉＣｗ－ＡＩＮ界面结合适宜，使荷载有效地从基体转移到晶须。     

四针状氧化锌晶须的制备

用锌粉氧化的方法,通过控制反应器内的气相过饱和度,可以获得不同尺度的四针状氧化锌晶须（T－ZnOW)。合成出的ZnO的晶须纯度高,晶体结构完整,晶须尺度可控（针长为10-60μm,根部尺寸约为1-6μm）。晶须的生长机理为气－固（VS）机理。     

氮化铝晶须的制备工艺研究

以三聚氰胺和硝酸铝为主要原料,通过前驱体法制备了氮化铝晶须,研究了不同原料配比、不同浓度对制备前驱体和晶须的影响,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光学显微镜对晶须和前驱体进行物相及形貌分析。结果表明:当三聚氰胺/硝酸铝=1∶3,浓度为0.2mol/L时,制备的氮化铝晶须前驱体细长且尺寸均匀,直径为1～2μm,长度约为80μm。制备的氮化铝晶须为表面光滑的长柱状,直径约为1μm,长度为10～20μm。     

多尺度纤维增强超高性能混凝土的轴心抗拉和抗压行为

提出纳米-微米-毫米多尺度纤维复合增强超高性能混凝土(UHPC)的思路,利用不同尺度的纤维抑制不同尺度缺陷,整体提升UHPC的力学性能。通过掺加纳米尺度的碳纳米管、微米尺度的碳酸钙晶须和毫米尺度的钢纤维,设计了7组不同纤维掺杂的UHPC试件,测试了UHPC的轴心抗拉和轴心抗压应力-应变曲线。结果表明:宏观尺度的毫米钢纤维决定了UHPC试件的初裂强度和初裂应变,微观尺度的微米纤维和纳米纤维对初裂强度和初裂应变影响不大;但碳酸钙晶须和碳纳米管的加入,改变了UHPC试件开裂后的拉伸行为,显著增强了其应变硬化能力。不同尺度纤维对UHPC轴心抗拉和抗压性能都表现出类似的规律:与钢纤维复掺时,碳酸钙晶须的效果优于碳纳米管的效果,且碳酸钙晶须和碳纳米管两者同时掺加效果最好。     

碳纤维自行车用硼酸镁晶须聚丙烯复合材料的性能研究

为提高碳纤维自行车的韧性,对碳纤维自行车的材质进行探究。采用硼酸酯偶联剂对硼酸镁晶须进行表面改性,再将改性后的硼酸镁晶须加入聚丙烯中,制备出相应的硼酸镁晶须/聚丙烯复合材料。然后对所制备硼酸镁晶须/聚丙烯复合材料的拉伸性能、弯曲性能、冲击性能及复合材料的形貌表征进行了测试与分析。实验结果表明,偶联剂的种类对复合材料的拉伸性能、弯曲性能以及冲击性能影响很大,硼酸镁晶须的加入可以明显提高复合材料的力学性能如弯曲强度等,对聚合物具有较好的增强效果。     

石墨烯/碱式硫酸镁晶须/PVC复合材料的制备及性能表征

以改进的Hummers法制备还原氧化石墨烯(RGO),以RGO和碱式硫酸镁晶须(MHSHw)为填料,采用机械球磨法制备RGO/MHSHw/PVC复合粉料,经平板硫化机热压成型得三相复合板材。考察了RGO和MHSHw对复合材料电阻率、阻燃性能及力学性能的影响。结果表明:RGO具有很好的片层结构和导电性;当MHSHw添加量为5%,RGO添加量为1%时,RGO/MHSHw/PVC复合板材的表面电阻率为4×106Ω/square,比纯PVC下降8个数量级,达到了商业抗静电效果,拉伸强度达到最大值17.61 MPa,比纯PVC提高了44.04%,复合板材氧指数>33%,具有阻燃性能,得到力学性能优良兼具有抗静电和阻燃性能的复合材料。     

改性碱式氯化镁晶须/丁苯橡胶复合材料制备与性能研究

以工业活性轻烧氧化镁粉和盐酸为原料,采用水溶液法制备了碱式氯化镁晶须,继而采用硅烷偶联剂对碱式氯化镁晶须进行改性,然后将其与丁苯橡胶混炼得到改性碱式氯化镁晶须/丁苯橡胶复合材料,研究了改性碱式氯化镁晶须对丁苯橡胶力学性能及热学性能的影响。结果表明：采用水溶液法制备得到的碱式氯化镁晶须结构为Mg₂（OH）₃Cl·4H₂O,呈微细纤维状,分布较均匀,长径比大于20;改性碱式氯化镁晶须的加入,可以改善丁苯橡胶的机械强度和阻燃性能。     

稀土石膏常压酸化法制备硫酸钙晶须的研究

以含稀土的石膏为原料运用常压酸化法合成硫酸钙晶须,探讨了不同工艺条件对生成的硫酸钙晶须形貌的影响,同时还考察了晶型助长剂的种类和晶型助长剂的含量对硫酸钙晶须生长的影响,利用SEM和XRD分别对硫酸钙晶须的表面形貌、物相特征做了表征分析。实验得到制备硫酸钙晶须的最佳的反应条件：稀土石膏质量浓度为0.22 g/mL、反应时间为25 min、盐酸浓度为2.8 mol/L、反应温度为70 ℃、陈化时间为4 h,在此条件下合成的硫酸钙晶须平均长度为61 μm,平均长径比为30.5;通过对比实验选出了CuCl₂作为促进硫酸钙晶须生长的助长剂,在添加5%（质量分数）的CuCl₂的情况下可使硫酸钙晶须长径比从30.5增至41,长度从61 μm增至81 μm。