含改性硅微粉硅橡胶阻燃抑烟研究

为进一步提升硅橡胶(SR)的阻燃性能,利用硅烷偶联剂对硅微粉(SF)进行表面改性,以改性后的SF为阻燃剂,制备出SR样品。通过扫描电子显微镜(SEM)对改性前后SF表面形貌进行表征,通过极限氧指数(LOI)、水平垂直测试、锥形量热仪(CCT)、烟密度测试(SDT)等手段研究SR复合材料力学性能、阻燃性能、抑烟性能。研究表明:添加相同质量的SF和改性SF时,含改性SF的SR力学性能明显提升。其中,含21%(wt)改性SF/SR复合材料的力学、阻燃性能综合最佳。与纯SR相比,改性SF/SR复合材料的LOI增加了15%,热释放速率峰值降低86%,火灾增长指数降低了58%,最大烟密度降低43%。     

一种硅烷偶联剂的合成及其在白炭黑/天然橡胶复合材料中的应用

采用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(A187)与对氨基二苯胺(PPDA)反应,制备得到一种具有防老化功能的硅烷偶联剂,并通过1H-NMR、IR和MS对其结构进行表征.之后,将不同用量的硅烷偶联剂用于原位改性白炭黑制备防老功能化白炭黑/天然橡胶(NR)复合材料,并与相应的炭黑/NR、未改性白炭黑/NR及双-(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物(Si69)改性白炭黑/NR在加工性能、增强性能和防老化性能方面进行对比.硫化特性数据表明,防老偶联剂的添加使复合材料的黏度降低,最大转矩增加,正硫化时间缩短.动态黏弹性能显示,改性后白炭黑的分散性得到明显提高.复合材料的力学性能先随防老偶联剂用量的增加而提高,之后到达平台.当防老偶联剂的用量大于或等于白炭黑质量的10.8%时,复合材料的拉伸强度与炭黑/NR、Si69改性白炭黑/NR相当,远大于未改性白炭黑/NR的强度;而其撕裂强度都大于3种对比复合材料.经过100℃下不同天数的热氧老化后,添加防老偶联剂的复合材料表现出良好的性能保持率,优于添加防老剂4020的3种对比材料,表明防老偶联剂具有更好的防护效果.     

复合改性竹纤维/聚丙烯复合材料的制备与性能研究北大核心CSCD

为改善竹纤维(BF)与聚丙烯(PP)的界面结合,采用碱(NaOH)和异氰酸酯偶联剂(TDI)复合改性竹纤维,制备BF/PP复合材料。分析了竹纤维改性前后主要化学成分、热行为及化学结构变化,考察了竹纤维改性对复合材料维卡软化点(VSP)和动态热力学性能影响,用扫描电镜对复合材料断面进行了观察,最后探讨了改性竹纤维添加量对复合材料力学性能的影响。结果表明:BF经复合改性后,表面形成了氨酯键结构,竹纤维素晶体尺寸和结晶度增大,竹纤维的最快热降解温度和复合材料的VSP分别提高了20℃和4.5℃。SEM、DMA分析显示,竹纤维复合改性改善了两相界面结合,利于力学性能提高。拉伸实验表明,在复合改性竹纤维添加比例为40%时,复合材料综合性能最佳,其冲击强度、拉伸强度和弯曲强度分别增加了21.6%、23.3%和27.8%,拉伸模量和弯曲模量分别增加了24.2%和30.4%。     

复合改性竹纤维/聚丙烯复合材料的制备与性能研究

为改善竹纤维(BF)与聚丙烯(PP)的界面结合,采用碱(NaOH)和异氰酸酯偶联剂(TDI)复合改性竹纤维,制备BF/PP复合材料。分析了竹纤维改性前后主要化学成分、热行为及化学结构变化,考察了竹纤维改性对复合材料维卡软化点(VSP)和动态热力学性能影响,用扫描电镜对复合材料断面进行了观察,最后探讨了改性竹纤维添加量对复合材料力学性能的影响。结果表明:BF经复合改性后,表面形成了氨酯键结构,竹纤维素晶体尺寸和结晶度增大,竹纤维的最快热降解温度和复合材料的VSP分别提高了20℃和4.5℃。SEM、DMA分析显示,竹纤维复合改性改善了两相界面结合,利于力学性能提高。拉伸实验表明,在复合改性竹纤维添加比例为40%时,复合材料综合性能最佳,其冲击强度、拉伸强度和弯曲强度分别增加了21.6%、23.3%和27.8%,拉伸模量和弯曲模量分别增加了24.2%和30.4%。     

硅烷偶联剂改性碳纤维/硅橡胶/氟橡胶复合材料耐磨性和热性能研究

为了提高氟橡胶的耐磨性和耐低温性能,以硅橡胶与氟橡胶并用作为基相,偶联剂处理的碳纤维为增强相制备了碳纤维/硅橡胶/氟橡胶复合材料,研究了偶联剂种类及其用量对复合材料力学性能的影响,通过红外光谱和X射线光电子能谱证明偶联剂与碳纤维和橡胶基体发生了偶联作用,通过原子力显微镜和红外光谱成像对复合材料的表面形貌和相组成进行表征,通过动态热机械分析和热重分析研究复合材料的热性能。结果表明:偶联剂与碳纤维和氟/硅并用胶发生了交联反应,当选取2份KH590时复合材料的综合力学性能最佳,与氟橡胶相比,KH590/碳纤维/硅橡胶/氟橡胶复合材料的磨耗由0.0314cm~3·km~(-1)降低为0.0218cm~3·km~(-1),玻璃化转变温度由-20℃降低为-30℃,初始分解温度由231℃升高到304℃。     

中空多壳层TiO2填充对环氧树脂复合材料力学性能的影响

为改善环氧树脂(EP)材料的力学性能, 采用次序模板法合成了TiO₂中空多壳层结构(HoMS)材料, 利用偶联剂对获得的TiO₂ HoMSs进行接枝改性后填充到EP中, 制备了TiO₂ HoMSs/EP复合材料; 并与单壳层TiO₂中空结构进行比较, 研究了壳层数和偶联剂改性对复合材料力学性能的影响规律. 结果表明, 随着壳层数的增加, 复合材料的力学性能增强, 并且偶联剂改性的TiO₂ HoMSs可进一步提高复合材料的力学性能. 在该体系中, 经硅烷偶联剂KH-560改性后的三壳层TiO₂ HoMSs(3S-TiO₂ HoMSs)/EP复合材料的拉伸强度、 断裂伸长率和冲击强度可分别达到71.66 MPa, 7.4%和35.81 kJ/m². 扫描电子显微镜(SEM)断面形貌表征结果显示, 相较于纯EP材料, TiO₂ HoMSs/EP复合材料的断面更加粗糙, 说明TiO₂ HoMSs材料起到了吸收外界应力和阻碍裂纹扩展的作用, 提高了复合材料的韧性, 提升了复合材料的冲击性能.     

锂瓷石粉或硼砂增强陶瓷化硅橡胶复合材料的制备与性能

以硅橡胶为基体、锂瓷石粉和硼砂为烧结助剂,采用机械共混法,制备了具有陶瓷化防火功能的硅橡胶复合材料。通过力学测试、热重分析(TG)、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征了该材料的结构、力学性能和烧结性能,研究了锂瓷石粉和硼砂对陶瓷硅橡胶复合材料性能的影响。结果表明:通过在体系中添加锂瓷石粉和硼砂,提高了硅橡胶复合材料的力学性能,降低了陶瓷化硅橡胶复合材料的起始分解温度,加快了烧结反应进程。当锂瓷石粉与硅橡胶的质量比为5∶100时,硅橡胶复合材料的综合力学性能最好,拉伸强度、断裂伸长率,撕裂强度分别提高了15.6%、34.8%、2.3%,添加锂瓷石粉的陶瓷复合材料经过烧结,能够形成均匀的陶瓷化整体结构,比添加硼砂的陶瓷化硅橡胶复合材料具有更好的烧结性能。     

硬脂酸改性β-TCP的分析测定及其PLLA复合纳米纤维膜性能研究

采用硬脂酸对β-磷酸三钙(β-TCP)进行表面改性,并研究了β-TCP与硬脂酸的界面作用,通过透射电子显微镜(TEM)、热重分析仪(TGA)以及X光电子能谱(XPS)对改性前后β-TCP的形貌、热失重和表面基团进行表征;采用静电纺丝法制备不同质量配比的β-TCP/PLLA和改性β-TCP/PLLA复合纳米纤维膜,用扫描电镜(SEM)观察复合膜的形貌,并研究其力学性能。结果表明,硬脂酸包覆在β-TCP表面,改性后的β-TCP具有一定疏水性,硬脂酸的H+可与β-TCP中PO3-4的1个O发生质子化反应形成—OH;硬脂酸改性减轻了β-TCP微粒的团聚,可以得到连续均匀的纤维,改性后的β-TCP/PLLA复合纳米纤维膜的力学性能较改性前有明显提高。     

回收聚乙烯醇缩丁醛/二氧化硅复合材料的制备与性能研究

利用硅烷偶联剂KH560对气相法SiO2进行表面改性,对改性前后SiO2的堆积密度、表面结构与形貌进行了分析。而后采用熔融共混法将SiO2添加到回收PVB膜片中,比较SiO2改性前后复合材料的力学性能、微观形貌及动态流变行为。结果表明:改性后SiO2表面接枝上KH560,其堆积密度明显增加;改性SiO2与PVB之间存在明显的相互作用,可显著降低回收PVB膜片加工黏附性;SiO2改性前后复合材料拉伸性能与回收PVB膜片相比均稍有降低,而撕裂强度有所增加。     

表面改性对VGCF分散性质的影响

针对气相生长碳纤维极易团聚及与树脂基体界面结合能力较差的难题,采用双氧水-浓硝酸二步法对VGCF进行表面改性处理。利用X射线衍射仪、热重分析仪、傅立叶红外光谱仪、紫外可见分光光度计等测试分析了改性前后VGCF的表面结构和在溶剂中的分散性,并以形状记忆聚氨酯为基体,采用溶液混合法制备了气相生长碳纤维/形状记忆聚氨酯的复合材料,测试了复合材料的力学性能。经过改性后,VGCF的石墨晶型结构几乎没有改变,VGCF表面的含氧官能团浓度得到较大提高,且其在有机溶剂中的分散性及分散稳定性也得到很大提高;在气相生长碳纤维/形状记忆聚氨酯的复合材料截面中,扫描电镜观察表明表面改性使得VGCF在基体中的分散性及与基体的界面结合能力都得到一定程度的提高;经二步法改性处理后的气相生长碳纤维比未处理气相生长碳纤维对复合材料的力学性能的增强效果更为明显。