空心玻璃微珠复合聚酰亚胺泡沫的泡孔结构与性能

通过填充空心玻璃微珠,采用预聚法制备了空心玻璃微珠复合聚酰亚胺泡沫,研究了空心玻璃微珠填充量对复合聚酰亚胺泡沫的泡孔结构、热性能和压缩性能的影响规律。结果表明,随着空心玻璃微珠填充量的增加,聚酰亚胺泡沫泡孔结构变得精细,并且热稳定性、玻璃化转变温度和压缩性能都随之提高。当填充量(空心玻璃微珠与均苯四甲酸酐的质量比)达到20%时,泡沫5%热失重温度提高了13.9℃,玻璃化转变温度提高了8.1℃,压缩强度提高了约21%,压缩模量提高了约12%。     

高温煤焦油增韧酚醛泡沫的制备及性能表征

以高温煤焦油为原料,部分替代石油基苯酚合成可发泡性酚醛树脂,通过发泡工艺制备煤焦油酚醛泡沫。利用气相色谱质谱仪和红外光谱仪分别对高温煤焦油和酚醛泡沫进行分析表征;采用光学显微镜、热重分析仪、极限氧指数仪、导热系数仪等对酚醛泡沫的表观形貌、压缩强度、粉化率、热稳定性、阻燃性能和隔热性能进行表征。结果表明,煤焦油酚醛泡沫的压缩强度有所降低,但是泡沫的韧性提高,其粉化率下降。同时煤焦油酚醛泡沫具有良好的热稳定性,当替代率为10%-15%时,极限氧指数最高为36.1%,导热系数最低为0.034 W/（m·K）。这说明,高温煤焦油能够部分替代苯酚制备出性能优良的酚醛泡沫,为高温煤焦油的高值化利用提供了新的思路。     

尿素/乙醇胺复配增塑聚乙烯醇性能的研究

采用尿素/乙醇胺为复合增塑剂,利用流延法制备了增塑改性的PVA膜.通过FTIR法研究了尿素/乙醇胺复合体系与PVA的相互作用,采用XRD、DSC考察了增塑改性PVA膜的结晶性能和热性能.研究结果表明,乙醇胺作为尿素的良溶剂,能有效抑制尿素从PVA基体中析出.由尿素、乙醇胺组成的复合增塑剂能破坏PVA分子中的氢键作用、降低PVA的结晶度和熔点,对PVA的增塑作用显著.增塑改性后的PVA膜在水中的溶胀率(DS)下降,溶失率(S)增加.力学性能测试表明增塑改性后的PVA膜拉伸强度(TS)降低,断裂伸长率(E%)提高.含30phr尿素/乙醇胺的PVA膜的拉伸强度、断裂伸长率分别为23.89MPa和542.88%.     

明胶膜的性能研究进展

明胶膜具有良好的生物相容性和可降解性,并且其物化性质能被调节,因而应用比较广泛.本文综述了不同添加剂和制备条件对明胶膜的机械性能、阻隔性能、生物可降解性等的影响.通常增塑剂可以改善明胶膜的脆性,减小其机械强度和热稳定性.交联能有效提高明胶膜的机械性能和热稳定性,减缓明胶的降解速率.交联包括化学交联、生物相容性交联和物理交联.明胶与蛋白质、糖类、脂类复合,其性能得以改进,并且将明胶与高聚物共混、共聚改性,可以改善明胶膜的性能以满足不同领域的应用.     

一种提高有机硅导电橡胶复合材料导电和电磁屏蔽性能的方法

描述了一种利用多元复合导电网络提高有机硅橡胶复合材料导电和电磁屏蔽性能的思想。这种含有多元复合导电网络的复合材料是通过将镀银泡沫、导电填料和有机硅橡胶复合在一起而制备的。利用扫描电子显微镜观察了复合材料的微观结构,采用电阻测试仪、矢量网络分析仪、热失重分析仪分别研究了复合材料的导电性、电磁屏蔽性能及热稳定性,并探讨了补强剂SiO2对这些性能的影响。结果表明,2%碳纳米管/导电泡沫/硅橡胶多元复合体系相比于2%碳纳米管/硅橡胶单一复合体系电阻率降低了6个数量级,平均电磁屏蔽效能由12dB提高到52dB,增大了4倍。当导电填料换为炭黑后,2%炭黑/导电泡沫/硅橡胶多元复合体系相比于2%炭黑/硅橡胶单一复合体系电阻率降低了7个数量级,平均电磁屏蔽效能由10dB提高到50dB,增大了5倍。由于多元复合导电网络,材料的导电性能和电磁屏蔽性能大幅度提升。此外,补强剂的加入增大了复合材料的热稳定性,但降低了其导电和电磁屏蔽性能。     

硅氧烷表面改性聚醚酯聚酰亚胺的研究

通过两种方法。即将γ-氨丙基封端的聚二甲基硅氧烷和对氨基苯甲酸酯封端的聚(四亚甲基)醚与均苯四甲酸二酐共缩聚,和将两种预制的聚酰胺酸溶液共混,合成了一组硅氧烷改性的聚醚酯聚酰亚胺材料。ESCA能谱和表面水接触角测量研究材料的表面性质发现,硅氧烷在材料表面富集,对聚醚酯聚酰亚胺材料具有显著的表面改性作用,硅氧烷改性的聚醚酯聚酰亚胺,其热稳定性能和气体透过性能有一定程度的提高,但抗张强度和介电性能有所降低。     

低温煤焦油增韧酚醛泡沫的制备及性能表征（英文）

本研究以低温煤焦油为原料，部分替代石油基苯酚制备煤焦油基酚醛泡沫（CPF），对CPFs的化学结构、表观形貌、压缩强度、粉化率、热稳定性、阻燃性能和隔热性能进行了表征。结果表明，CPFs与常规酚醛泡沫的化学结构相似。与常规酚醛泡沫相比，30%CPF和40%CPF的压缩强度分别增加了18.3%和55.9%；且由于脂肪结构如烷基酚的引入，使得泡沫的韧性显著提高，其粉化率分别下降了22.9%和50.8%。此外，CPFs在低温下的热稳定性增加。尽管CPFs的极限氧指数下降，导热系数增加，但依然保持较好的阻燃和隔热性能。这说明低温煤焦油能够高比例地替代苯酚制备出性能优良的酚醛泡沫，为低温煤焦油的高值化利用提供了新的思路。     

SBSVP的环氧化改性及其增韧环氧树脂的研究

以吡啶基官能化的SBS(SBSVP)为基料,利用甲酸和过氧化氢对SBSVP进行环氧化改性,合成了环氧化SBSVP(ESBSVP),并对其增韧环氧树脂进行了研究。研究结果表明:随着ESBSVP的加入,环氧树脂/二乙烯三胺固化物的弯曲强度降低,抗冲击强度先升高而后降低,ESBSVP含量3%时抗冲击强度最大,与未改性环氧树脂相比提高了85%。SEM结果表明,经ESBSVP改性的环氧树脂体系断面呈现出明显的韧性断裂特征。DMA分析表明,加入ESBSVP后,环氧树脂体系在改善韧性的同时,玻璃化转变温度略有增加。     

高储能密度聚酰亚胺/钛酸钡/水滑石复合薄膜的制备与性能

利用零维纳米粒子与二维纳米片在聚合物基体中的协同分散,构筑纳米粒子/二维纳米片/聚酰亚胺(PI)三元复合体系,系统研究了零维-二维组合纳米填料对复合材料介电常数、击穿强度、储能密度以及机械性能的影响.结果表明:采用氟碳表面活性剂插层修饰可以将水滑石剥离为水滑石二维纳米片(HT),在此纳米片溶液中分散钛酸钡纳米粒子(BT),并进行聚酰亚胺的原位聚合.在聚合物溶液形成薄膜的过程中,二维纳米片和纳米粒子的协同作用抑制了各自的团聚,改善了2种纳米填料在聚合物薄膜中的分散状况.在所制备的PI/BT/HT复合薄膜中,HT有利于改善BT在PI基体中的均匀分散,提高了薄膜的击穿强度,进而提升了复合薄膜的储能密度.与仅加入20%BT相比,在聚酰亚胺中同时加入2种填料20%BT和1%HT时,击穿强度达到354.4 kV/mm,储能密度达到2.58 J/cm3,分别提高了12.4%和14.6%.因此,在纳米粒子/聚合物复合材料中增加少量二维纳米片就可以显著改善其性能,这种方法有望在更多纳米复合功能材料领域得到应用.     

丙烯酸酯改性水性聚氨酯/纳米二氧化硅复合材料的制备和性能

利用原位聚合伴随溶胶-凝胶进行的过程,合成了丙烯酸酯改性聚氨酯(PUA)/纳米SiO₂(PUAS)复合乳液。 通过纳米粒度仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和热重分析仪等技术手段表征了复合乳液及胶膜的结构和性能。 结果表明,纳米SiO₂能够均匀地分散在复合材料中,随着原料中前驱体正硅酸乙酯(TEOS)质量分数的增加,复合乳液粒径有所增大,胶膜力学性能和热稳定性明显提高。 当TEOS质量分数为8%,胶膜拉伸强度达到16.8 MPa,邵氏硬度A达到94,最大分解速率温度提高到416 ℃,且胶膜耐水性明显改善,吸水率降低到2.1%。     

化学改性氧化石墨烯交联的聚酰亚胺气凝胶

聚酰亚胺(PI)气凝胶是一类密度低、机械性能好、隔热性能优异的多孔材料, 通常使用昂贵的化学交联剂进行交联. 氧化石墨烯(GO)是近年来广受关注的用于聚合物增强的纳米功能填料. 以前报道的PI/GO 复合材料多是纤维或膜的形式. 为了获得PI/GO 复合气凝胶, 本文采用化学改性氧化石墨烯(m-GO)替代1,3,5-三(4-氨基苯氧基)苯(TAB)等常规的交联剂, 使之与4,4'-二氨基二苯基醚(ODA)和3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐(BPDA)反应, 制得了m-GO交联的PI 气凝胶. GO的化学改性通过其与过量ODA在水热条件下反应实现. 通过扫描电子显微镜(SEM)研究了PI/m-GO气凝胶的微观结构. 分别通过氮气吸脱附测试、热重分析和热线法研究了m-GO对气凝胶的孔特性、热稳定性和热导率的影响. 测试结果表明, 所获得的PI/m-GO气凝胶保持了高的孔隙率、热稳定性和绝热性. 压缩测试结果显示, 与采用1.8% (质量分数, w)的TAB进行交联的PI 气凝胶相比,仅用0.6% (w)的m-GO交联所获得的气凝胶具有更高的比杨氏模量(杨氏模量/密度)、比屈服强度(屈服强度/密度)和更小的体积收缩率.     

聚苯氧基磷酸联苯二酚酯/聚磷酸铵膨胀阻燃剂对环氧树脂阻燃性能影响研究

以聚苯氧基磷酸联苯二酚酯(PBPP)与聚磷酸铵(APP)组成复合阻燃剂,对环氧树脂(EP)进行阻燃改性.通过氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、热失重(TGA)、锥形量热(CONE)和扫描电镜(SEM)等方法研究改性环氧树脂的阻燃性能和阻燃机理.结果表明,PBPP/APP体系对EP具有较好的阻燃性能,阻燃剂添加量为10%时能使环氧树脂的氧指数提高到29.6%,垂直燃烧等级达到UL94 V-0级,残炭量大大增加;平均热释放速率下降45.7%,热释放速率峰值下降51.0%,有效燃烧热平均值下降21.1%;TGA、CONE、SEM等综合分析显示了PBPP/APP改性后的环氧树脂比纯环氧树脂具有更高的热稳定性,燃烧后能够形成连续、致密、封闭、坚硬的焦化炭层,在聚合物表面产生有效覆盖、隔绝了氧气,改善了环氧树脂的燃烧性能.     

乙炔基封端聚酰亚胺增韧改性的相结构

以双酚A二醚二酐(BPADA)和3乙-炔苯胺(APA)为原料,通过两步法合成一种热固性可交联的聚酰亚胺预聚体.将此预聚体分别与不同结构的热塑性聚酰亚胺(PI)共混,对其进行增韧改性,通过调控热塑性聚酰亚胺的质量分数,引入结构相似且含有更多柔性基团的热塑性聚酰亚胺(如含有醚键和对称甲基结构的二酐),得到了热固/热塑性聚酰亚胺复合膜.利用差示扫描量热仪(DSC)及扫描电镜(SEM)对该体系的相分离结构和相容性进行研究,并讨论其机械性能和热性能.结果表明,相分离结构使体系的机械性能得到改善,同时也保持了原有的优异热性能.     

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%。     

磷杂菲改性腰果酚多元醇的合成及阻燃聚氨酯硬泡性能

采用生物质原料腰果酚和9,10-二氢-9-氧杂-10-膦杂菲-10-氧化物(DOPO)为原料, 合成了一种磷杂菲改性腰果酚多元醇(P-Cardanol-Polyol), 并利用核磁共振氢谱和磷谱对其结构进行了表征. 利用P-Cardanol-Polyol对聚氨酯硬泡(RPUF)进行阻燃改性, 得到一系列阻燃聚氨酯硬泡. 考察了P-Cardanol-Polyol的用量对阻燃聚氨酯硬泡的形貌、 密度、 热导率、 压缩性能、 热稳定性以及阻燃性能的影响. 研究结果表明, P-Cardanol-Polyol对聚氨酯硬泡的密度影响可以忽略不计; 随着P-Cardanol-Polyol的加入, 阻燃聚氨酯硬泡的平均孔径逐渐减小, 热导率也逐渐降低. 未改性聚氨酯硬泡的最大热释放速率和总放热量分别为390 kW/m²和31.9 MJ/m², 阻燃聚氨酯硬泡则降低至340 kW/m²和24.6 MJ/m². 此外, 阻燃聚氨酯硬泡的压缩强度比未改性聚氨酯硬泡提升了约13%. 炭层分析结果表明, P-Cardanol-Polyol能够促进聚氨酯硬泡形成连续致密且具有良好抗热氧化性能的炭层, 有利于减少燃烧过程中可燃性气体的逸出, 从而提升阻燃性能.     

DAP改性DAIP树脂体系

通过邻苯二甲酸二烯丙基酯(DAP)与间苯二甲酸二烯丙基酯(DAIP)共聚,再与增韧剂共固化,对DAIP 树脂体系进行改性研究.结果表明:DAP的引入可降低体系的交联密度,显著改善固化产物的冲击及弯曲强度.当共聚液中DAP质量百分数达到40%时,体系的冲击强度比原DAIP增韧体系提高了67%,弯曲强度提高了30%,同时改性后体系仍然保持较高的热变形温度及优良的介电、耐水性能.     

改性小麦秸秆粉/聚丙烯复合材料的性能研究

研究了碱处理(AT)、苯甲酸(BA)或/和硬脂酸(SA)改性对小麦秸秆粉(WSP)/聚丙烯(PP)复合材料(WSP/PP-CM)力学性能、热稳定性能、流变性能、润湿性能和吸水性能的影响。结果表明:碱处理可提高WSP/PP-CM的拉伸强度(TS)、弯曲强度(FS)、冲击强度(IS)、起始热分解温度(T_i)和接触角(θ),而使平衡扭矩(BT)和吸水率(WU)减小,因为AT使得WSP表面活性增加、疏水性增强。在AT基础上再进行BA或者SA改性,WSP/PP-CM的TS、FS、IS及T_i继续提高,BT进一步降低;在AT基础上再进行BA/SA复合改性,WSP/PP-CM的TS、FS、IS及T_i大幅提高了41.21%、32.02%、38.68%和35.7℃,BT进一步下降至9.7N·m。AT后再进行BA或/和SA改性,复合材料的疏水性虽然优于未改性WSP/PP-CM,但效果均不及单纯的AT。     

氯化镁/聚乙二醇复配增塑剂热塑加工聚乙烯醇

采用氯化镁和聚乙二醇对聚乙烯醇(PVA)进行增塑改性, 并利用熔融加工方法制备了PVA薄膜.采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、差示扫描量热分析(DSC)和热重分析(TGA)方法研究了由氯化镁和聚乙二醇组成的复配增塑剂与PVA的相互作用及复配增塑剂对PVA结晶性能、热性能和力学性能的影响.结果表明, 由氯化镁和聚乙二醇组成的复配增塑剂能有效地破坏PVA自身的氢键, 降低PVA的结晶度和熔融温度, 提高PVA的热稳定性并扩展PVA的热塑加工温度窗口.由复配增塑剂通过热塑加工方法制得的PVA薄膜具有较好的力学性能, 拉伸强度为31 MPa, 断裂伸长率为466%.     

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%。     

天然橡胶/石墨烯纳米复合材料的制备及耐核辐射性能

采用乳液共混和原位还原法制备了天然橡胶(NR)/还原氧化石墨烯(RGO)纳米复合材料,研究了γ射线辐照对复合材料力学性能和热稳定性的影响.研究结果表明,RGO以少数几层堆叠片层结构均匀分散于NR基体中.RGO的加入可显著提高NR的力学性能和热稳定性,加入质量分数为0.6%的RGO可使材料拉伸强度由(22±1.4)MPa提升至(25±1.1)MPa,质量损失50%对应的温度(T50)升高6.4℃.经200 k Gy的γ射线辐射后,纯NR的拉伸强度和T50分别下降了75%和4.5℃,而NR/RGO-0.6%复合体系仅分别下降了56%和1.2℃.揭示了RGO提高材料耐辐射性能的机理,由于RGO可捕捉猝灭因辐射产生的自由基,从而减弱了辐射老化降解和交联反应的发生.