橡胶增韧环氧树脂机理的研究

本文研究了固化剂种类、环氧基体平均网链长度和分散相与基体间键合情况对体系韧性等的影响.结果说明,基体平均网链长度是一个更为重要的影响因素.分散相与基体间的化学键合也是重要的.文中对橡胶增韧环氧树脂的机理提出了见解.在交联密度较低的材料中,在橡胶颗粒附近叠加的应力场诱发下发生纵深度较大的断裂过程.分散相与基体间的化学键合增大该应力场强度有利于加大断裂过程区.     

聚硫橡胶对环氧胶粘剂的增韧作用研究

环氧树脂以其优良的粘接性、化学稳定性、工艺性等性能,在粘接、涂料、机械、电子、国防等领域有广泛的应用[1].环氧树脂改性及工艺研究的相关报道较多[2-9].环氧树脂固化后有脆性大的缺点,在一定程度上限制了环氧树脂的应用.采用液体橡胶增韧环氧胶是改善环氧胶脆性的有效途径.本文介绍了采用聚硫橡胶增韧环氧胶的方法,并且研究了增韧后环氧胶的力学性能.     

基于介孔分子筛MCM-41“有机-无机”互穿结构纳米复合材料体系研究

采用硅烷偶联剂KH550对介孔分子筛MCM-41内、外表面进行改性,并利用氮气吸附-脱附,傅里叶红外光谱以及小角X衍射等进行表征,其结果显示KH550分子被引入MCM-41纳米孔道中,且—NH_2基团成功嫁接到MCM-41纳米颗粒表面.凝胶液相色谱实验结果证实本文中采用的双酚A型环氧树脂为低分子量环氧.随后,采用原位聚合的方法制备不同MCM-41含量环氧树脂纳米复合材料.最后,利用正电子湮没寿命谱测量复合材料自由体积孔洞;利用透射电镜,动态热机械分析和交流击穿对复合材料宏观性能进行研究.复合材料超薄切片TEM观察结果显示,在低MCM-41添加含量时,MCM-41颗粒可在复合材料中良好分散.同时,环氧分子在外施作用力和硅烷偶联剂功能作用下引入纳米孔道,形成"有机-无机"互穿结构复合材料体系,增强MCM-41和环氧树脂间相互作用力,在低MCM-41添加含量下提高复合材料玻璃化温度(15.1%↑)和击穿电压(22.6%↑).     

(Ti/Zr)B_2填充环氧树脂基复合材料热导性能的实验和数值分析研究

采用原位聚合的方法制备了高导热硼化物陶瓷颗粒(Zr/Ti)B_2填充的环氧树脂基复合材料,通过激光脉冲方法对复合材料的热导率进行测试,并利用有限元方法对其热导率进行模拟分析.实验结果表明,TiB_2/ZrB_22种陶瓷颗粒的加入均能有效地提高环氧树脂基复合材料的热导率,且随着陶瓷颗粒填充量的增加,复合材料的热导率在一定的范围内均呈上升的趋势,相对于纯的环氧树脂,其复合材料热导的提升可分别高达100.7%和126.8%;相比之下,ZrB_2填充环氧树脂复合材料较TiB_2具有更高的热导值,分析认为这主要由于ZrB_2颗粒与环氧基体具有较低的界面热阻所致.有限元分析表明,2种复合材料热导的试验值与预测值基本吻合,且在较高体积分数下,ZrB_2复合材料热导两值的偏差较TiB_2的更小.     

含磷聚芳醚酮颗粒层间增韧碳纤维/双马树脂RTM复合材料

选用一种在RTM双马来酰亚胺树脂(BMI)注射温度下不溶解的含磷聚芳醚酮(P-PAEK)热塑性树脂作为增韧剂,制备层间颗粒增韧碳纤维增强双马来酰亚胺树脂基复合材料.研究了不同热塑树脂含量对树脂浇铸体冲击性能的影响,利用扫描电镜表征了复相体系的微观形貌并分析其增韧机制,并通过层间断裂韧性测试表征了RTM双马树脂基复合材料增韧前后的层间韧性性能.结果表明,当附载热塑颗粒面密度为2 g/m2时,复合材料的I型层间断裂韧性(GIC)为0.54 k J/m2,II型层间断裂韧性(G_(IIC))为1.36 k J/m~2,较未增韧复合材料分别提升约56%和42%.增韧后的复合材料在保持原有力学性能的同时,其冲击后压缩强度(CAI)提升约29%,层间剪切强度达到111.7 MPa.     

MMA接枝改性PVC/CaCO3纳米复合材料的力学性能

采用熔融共混法制备PMMA接枝改性纳米CaCO3增韧PVC（PVC/CaCO3）复合材料,并研究了复合材料的力学性能.结果表明,通过表面PMMA的接枝改性,可以显著提高纳米CaCO3增韧聚氯乙烯复合材料的拉伸强度和拉伸模量,在纳米CaCO3颗粒表面PMMA包覆层厚度为2nm时,复合材料的拉伸强度和拉伸模量达到极大值.对比于未处理纳米CaCO3和钛酸酯偶联剂处理纳米CaCO3,PMMA接枝改性纳米CaCO3增韧PVC复合材料的拉伸强度得到较大幅度提高.SEM显示,经过PMMA接枝改性后的碳酸钙在PVC基体中分散均匀,与基体界面结合良好.     

橡胶活性官能团对增韧环氧树脂动态力学性能的影响

用动态扭摆法测试聚丙烯酸丁酯橡胶增韧环氧树脂的动态力学行为,研究在环氧树脂低固化度和高固化度时,橡胶活性官能团种类(环氧基官能团与羧基官能团)和数量(官能度)对其影响。研究体系中橡胶玻璃化转变温度(Tg)的移动大小,与橡胶和基体树脂健合程度之间的关系。     

一种液晶环氧增韧环氧树脂的研究

环氧树脂具有优异的机械性能 ,耐高温以及良好的加工工艺性 .被广泛用于机械、航天、船舶等领域 .由于环氧树脂固化后断裂延伸率小 ,脆性大 ,使其应用受到了一定的限制 .为此 ,国内外学者对环氧树脂进行了大量的改性研究工作 .用含有“柔性链段”的固化剂固化环氧 ,在交联网络中引入柔性链段[1] ;在环氧基体中加入橡胶弹性体[2 ] 、热塑性树脂[3 ,4] 、液晶聚合物[5,6] 等分散相或用热固性树脂连续贯穿于环氧树脂网络中形成互穿、半互穿网络结构[7] ,以改善环氧树脂的韧性 .本文采用液晶环氧化合物原位复合增韧环氧树脂 ,考察了液晶环氧对环…     

纳米纤维素晶须的表面改性及其在环氧树脂中的应用

以棉纤维素为原料,采用硫酸水解法制备了纳米纤维素晶须.以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为分散介质,二甲基氨基吡啶(DMAP)为催化剂,十二烯基琥珀酸酐为酯化剂对纳米纤维素晶须进行化学改性,得到了一系列取代程度不同的改性产物(记为DCNW).采用红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对DCNW的结构和性能进行了分析和表征.选择表面取代度为0.3的改性产物作为复合材料的增强相.该改性产物能在丙酮中均匀分散和稳定悬浮,并且保持了改性前纳米纤维素晶须的棒状形态和高结晶度.将其分散于环氧单体中,通过浇铸法制备了纳米复合材料,考察了改性纳米纤维素晶须添加量对纳米复合材料拉伸性能、动态力学性能及耐湿热性的影响规律.结果表明,与空白环氧树脂相比,添加了改性纳米纤维素晶须的纳米复合材料的拉伸强度、杨氏模量和断裂伸长率都得到了提高.玻璃化转变温度、耐湿热性也得到了显著改善.其中,当改性纳米纤维素晶须的添加量为3.5%时,拉伸强度从纯环氧的39.85 MPa提高到72.33 MPa,增加了82%;杨氏模量增大了21%;断裂伸长率从纯环氧树脂的2.45%提高到7.29%,增加了198%;Tg值从纯环氧的103.4℃,提高到134.1℃;吸水率从1.9%下降到1.4%.     

生物基氢化香豆素增韧环氧树脂的制备及性能

通过生物基原料氢化香豆素(DHC), 在铬(Ⅲ)络合物和氯化铵复合物协同催化作用下, 与环氧醚类物质交替共聚, 获得一类三维网状聚合物, 进而与环氧树脂(EP)单体在固化过程中构建双网络结构, 实现有效的应力传递和外部能量吸收, 达到对环氧树脂增韧增强的效果. 凝胶渗透色谱结果表明, DHC基网络(DHC-net)分子量随反应时间延长而增加. ¹H NMR证实了合成的DHC-net分子结构. 同时, 考察了环氧树脂的热力学及力学性能, 发现DHC-net与环氧树脂基体具有良好的相容性; 改性后的环氧树脂断裂伸长率比纯环氧树脂有大幅提高; 拉伸与冲击测试显示, DHC-net含量小于30%时, 改性后环氧树脂的拉伸强度和抗冲击强度均比纯环氧树脂有大幅提高.