氟化硅氧烷改性环氧树脂的制备与性能

首先,以全氟(2-甲基-3-氧杂己基)氟化物(六氟环氧丙烷二聚体)和N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷(KH792)为原料制备一种氟化硅氧烷,用FTIR和1HNMR表征其结构.然后,将氟化硅氧烷与聚醚胺共同固化环氧树脂DGEBA(双酚A型二缩水甘油醚),测试了改性环氧树脂复合材料的性能.结果表明,与未改性环氧树脂相比,加入氟化硅氧烷使含氟量1％(以DGEBA质量计)改性环氧树脂复合材料的表面静态水接触角由72.0°增至103.2°,表面能由(42.08±2.17)mN/m降至(20.55±1.45)mN/m,40 d吸水率由1.75％降至1.38％,有效提高了材料的疏水性;介电常数由3.83降低至3.63;材料热分解5％温度由339℃升高至347℃;拉伸及弯曲力学性能分别提高了8.5％及7.7％.含氟量为1％时,改性环氧树脂复合材料的综合性能最佳,差式量热扫描和动态力学性能测试结果表明,少量改性剂可以促进环氧树脂的固化反应,提高固化度和交联密度;当氟化硅氧烷添加量增加时,材料内部发生显著的微相分离并导致性能逐渐下降.     

阻燃剂THPPA的合成及与埃洛石复配在环氧树脂中的应用

通过2-羧乙基苯基次膦酸(CEPPA)与三羟甲基氧化膦(THPO)的酯化反应合成了含磷阻燃剂THPPA.用红外光谱、核磁共振确定了THPPA的结构和组成,并将埃洛石纳米管(HNTs)与THPPA复配用于环氧树脂阻燃改性.热重分析表明,HNTs与THPPA复配可以提高复合材料的热稳定性,降低分解速率并促进成炭.锥形量热测试显示,THPPA与HNTs复配使复合材料的热释放速率和总放热量分别降低了63.6％和56.8％,同时,复合材料的氧指数和垂直燃烧等级均有所提高.扫描电镜显示,HNTs与THPPA在凝聚相发挥协效作用,有助于环氧树脂燃烧后形成更致密的炭层.TGA-IR分析发现,分解产物中有P=O存在,表明有气相阻燃作用.力学性能测试表明,当THPPA和HNTs的添加量分别为8％和6％时,复合材料的拉伸强度和冲击强度与空白环氧树脂相比分别提高了4.0％和4.5％,冲击断面显示出韧性断裂的特征.     

埃洛石复配2-羧乙基苯基次膦酸对环氧树脂阻燃及力学性能的影响

将埃洛石纳米管(HNTs)与2-羧乙基苯基次磷酸(CEPPA)复配并用于环氧树脂(EP)阻燃改性,制备了CEPPA-HNTs/EP复合材料。研究了HNTs与CEPPA的配比对CEPPA-HNTs/EP复合材料热稳定性、阻燃性及力学性能的影响。TG分析表明,CEPPA与HNTs复配可提高CEPPA-HNTs/EP复合材料的热稳定性,促进成炭并降低分解速率。锥形量热和极限氧指数分析表明,加入HNTs可降低EP热释放速率,而CEPPA对提高EP的极限氧指数作用更显著。残炭的红外分析及SEM结果表明,燃烧过程中CEPPA与HNTs反应生成硅铝磷酸盐促进凝聚相的脱水交联,形成更致密的炭层。力学性能分析表明,当HNTs与EP和CEPPA与EP的质量比分别为6%和4%时,CEPPA-HNTs/EP复合材料的拉伸强度和冲击强度分别提高了19.4%和17.3%,冲击断面的SEM图像显示CEPPA-HNTs/EP复合材料呈韧性断裂。     

羟基硅油改性SiO2制备复合粒子及超疏水涂层的制备与性能

利用羟基硅油的独特性质改性纳米SiO₂制备了一种具有纳米结构的弹性微米级复合SiO₂粒子，并用其与107硅橡胶复合制备出了超疏水涂层。探究了粒子用量对疏水性的影响。使用扫描电镜、接触角测量仪、傅里叶变换红外光谱仪和热失重分析仪对改性后的粒子和超疏水涂层进行表征。结果表明：羟基硅油改性后的粒子与硅橡胶涂料相容性极好，由于粒子表面的硅氧烷分子链能与硅橡胶分子链缠结，且拥有多级粗糙结构的粒子能与固化后的硅橡胶树脂产生机械咬合，因此超疏水涂层拥有良好的机械性能。在40%含量时综合性能最好，疏水角为154.6°,能在500g负载下(约5.4kPa压强),在1000目砂纸上磨损6m仍具有良好的超疏水性。