具有低介电常数的CE/POSS-MPS复合材料的结构与性能

由蠕虫型结构的氨基功能化的介孔二氧化硅(AP-MPS)和八环氧基倍半硅氧烷(G-POSS)制备出一种新型杂化的纳米颗粒(POSS-MPS),作为填料加入到氰酸酯树脂(CE)中制备了CE/POSS-MPS复合材料。通过傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱、N2吸附脱附等方法表征了POSS-MPS的结构,对比分析了CE/MPS及CE/POSS-MPS复合材料的力学性能、介电性能和耐热性能。结果表明,POSS成功接枝到MPS上,对MPS的孔结构进行了部分封闭,且提供了更多的反应性基团。与纯CE相比,MPS和POSS-MPS的引入,均使复合材料的力学性能和玻璃化转变温度(Tg)得到提高,介电常数和介电损耗降低。CE/POSS-MPS复合材料的弯曲强度和弯曲弹性模量总体上略低于CE/MPS复合材料,但其冲击强度比后者有明显的提高。在高填料用量下,CE/POSS-MPS复合材料的介电常数和介电损耗相比于CE/MPS得到有效降低,Tg提高,当POSS-MPS用量为4份时,复合材料的介电常数和介电损耗分别为2.78和0.0079,Tg达到251℃。POSS-MPS的加入使CE的断裂呈韧性断裂,并使其高温下的热分解得到抑制。

EP/GNs/MWCNTs复合材料的导热性能

以多壁碳纳米管(MWCNTs)和石墨烯纳米微片(GNs)为导热填料,环氧树脂(EP)为基体采用溶剂和超声分散法,制备了EP/GNs/MWCNTs导热复合材料,并与EP/MWCNTs及EP/GNs复合材料的导热性能进行了对比。采用透射电子显微镜观察其微观结构,采用Hot Disk热导率测试仪测试其导热性能,采用差示扫描量热法和热重分析仪测试其耐热性及热稳定性。结果表明,MWCNTs和GNs共同作为EP导热填料时,相比于单组分填料(MWCNTs或GNs)更易形成导热网络;EP的热导率、玻璃化转变温度(Tg)和热分解温度均随着MWCNTs或GNs含量的增加而提高,其中,GNs更有利于提高EP的热导率和热分解温度,MWCNTs更有利于提高EP的Tg。在相同的导热填料含量下,相对于其中的任一单一填料,MWCNTs/GNs共同作用时,对热导率的提高有更显著的效果,且随着其中GNs比例的增加,热导率逐渐增大。当GNs和MWCNTs的体积分数分别为0.6%和0.4%时,EP/GNs/MWCNTs复合材料的热导率、Tg和起始分解温度分别为0.565 W/(m·K),152℃和316℃,分别比纯EP提高了132.5%,34.5%和8.2%。

不同介孔结构的SiO_2对PMMA性能的影响

文摘分别采用二维六方孔结构Si O2(SBA-15)和蠕虫状孔结构Si O2(MSU-J)与MMA原位聚合制备介孔Si O2/PMMA杂化材料。采用XRD、N2吸附-脱附、SEM、DSC和TGA等方法研究了材料的微观结构、力学性能、热性能和介电性能。结果表明:介孔Si O2对PMMA有增强增韧作用,同时也有利于杂化材料热性能和介电性能的提高。杂化材料的热稳定性和耐热性均高于PMMA,含4wt%的SBA-15/PMMA和7wt%的MSU-J/PMMA杂化材料的介电常数由2.91分别降至最低2.73和2.64。

三维蠕虫状介孔二氧化硅对CO_2吸附性能的研究

研究了有机胺固载3D蠕虫状介孔二氧化硅MSU-J的表面结构、介孔类型、氮含量以及吸附温度对CO2吸附性能的影响,并采用傅里叶红外光谱、透射电镜、N2吸附/脱附、热重分析和元素分析等方法研究了介孔结构和CO2吸附性能。结果表明,采用浸渍法对MSU-J进行氨基改性的效率明显高于接枝法,产物具有较高的CO2吸附量,且水化处理后介孔MSU-J表面的Si-OH得以再生使氨基的负载量增加,CO2吸附量从43.2mg/g增加到52.6mg/g。与SBA-15相比,氨基改性后MSU-J的CO2吸附量从28.4 mg/g增加到154.5 mg/g,远大于前者的23.4-65.4mg/g。吸附温度对MSU-J吸附CO2的影响很大,且随吸附温度降低,吸附量升高,在室温时达最大值125mg/g,故MSU-J的低温吸附性能优异。