碳纤维/有机硅改性环氧树脂复合材料性能研究

介绍了一种碳纤维/有机硅改性环氧树脂复合材料的性能研究情况。对该复合材料的力学性能、热常数和烧蚀性能进行了初步测试。结果表明,其拉伸强度达到558MPa,拉伸模量达到44.0GPa,层间剪切强度为16.6MPa,导热系数不超过0.3W/(m·K),氧 乙炔烧蚀的线烧蚀率为0.049mm/s,质量烧蚀率为0.0595g/s。通过与常用的碳/酚醛材料比较,碳纤维/有机硅改性环氧树脂复合材料的性能较优。

有机硅改性酚醛树脂复合材料制备及性能研究

本文开展了有机硅改性酚醛树脂复合材料制备及性能研究。首先进行有机硅改性酚醛树脂复合材料的制备:将4 g甲基苯基二甲氧基硅烷溶于25 m L四甲基氢氧化铵中,然后将得到的料液添至去离子水中进行搅拌,得到黄色固体,并将其置于60℃烘箱中,设置时间24 h,得出有机硅改性酚醛树脂复合材料。再者,对有机硅改性酚醛树脂复合材料的热性能及复合材料层间剪切强度进行测试。研究结果表明:当固化环氧树脂和固化剂质量比为95∶5时,有机硅改性酚醛树脂复合材料性能最优,此时其层间剪切强度高达87.5 MPa,热失重质量为0.22 g,耐热性能更好。

有机硅改性酚醛树脂气凝胶及其复合材料的制备与性能

纤维增强酚醛树脂气凝胶复合材料由于其低密度、低导热和优异的热稳定性而在高温热防护领域备受关注。为满足日益苛刻的热防护服役环境,通过水解法原位共聚将硅烷链段引入酚醛树脂,制备了一种具有优异抗氧化和耐烧蚀性能的硅改性酚醛气凝胶,并将其与石英纤维复合,得到纤维增强杂化酚醛气凝胶复合材料。性能测试表明:在1300℃丁烷火焰下处理15 s后,纤维增强杂化酚醛气凝胶复合材料质量烧蚀率为0.0879 g/s,线性烧蚀率为0.0347 mm/s,对比纯酚醛气凝胶复合材料分别下降了52.0%和15.6%;在40 kW石英灯下加热20 min后,质量烧蚀率为0.230 g/min,线性烧蚀率为0.051 mm/min,对比纯酚醛气凝胶复合材料分别下降了57.9%和67.3%。结果显示硅烷链段的引入提高了复合材料的抗氧化性能和耐烧蚀性能,该纤维增强杂化酚醛气凝胶复合材料在航空航天热防护领域具有广阔的应用前景。

麻纤维增强改性环氧树脂复合材料声学性能研究

为验证麻纤维增强改性环氧树脂复合材料的声学性能,探讨植物纤维改性材料制备某类乐器的可行性,以亚麻、黄麻、苎麻等麻纤维材料为例,制备了几种不同麻纤维增强改性环氧树脂材料,以增强改性环氧树脂材料代替木材制作打击乐器,采用自由振动方法对打击乐器的声学性能进行测试。结果表明:黄麻、苎麻增强改性后的环氧树脂基复合材料声学性能各占优势,与一般的枫木相比力学性能更好,但综合声学性能尚无法达到天然枫木的水平。

用于导热绝缘环氧树脂复合材料的氮化硼改性研究进展

环氧树脂是电子器件常用的绝缘高分子基体材料,但存在导热性偏低的问题。六方氮化硼(h-BN)常被用于环氧树脂的导热填料,而h-BN的化学惰性使其在环氧树脂中的分散性和相容性较差,限制了其作用的发挥,因而对其进行改性就成了导热绝缘环氧树脂复合材料制备中需要面对的一个重要问题。本文主要总结了近年来用于导热绝缘环氧树脂复合材料的氮化硼的改性方法及其特点,其中包括剥离、包覆、场取向和杂化等物理方法,以及功能化、偶联剂修饰、活性剂修饰、化学接枝等化学方法,并对BN改性今后的发展趋势进行了讨论。

植物纤维表面改性增强环氧树脂复合材料研究进展

天然植物纤维增强环氧树脂复合材料是近年来得到快速发展的一种绿色、低碳的环境友好型复合材料。植物纤维与环氧树脂基体之间的界面性能提升得到越来越多人的关注。本文主要综述了植物纤维增强环氧树脂界面改性研究进展。从物理改性、化学改性以及其他改性方式对国内外植物纤维增强环氧树脂的界面性能相关研究进行了总结,以期为植物纤维增强环氧树脂的高值化利用开拓思路。

热塑性树脂增韧环氧树脂复合材料研究进展

为了解决环氧树脂固化导致严重脆弱,低韧性和恶劣的内冲击性缺点,在特定范围内限制适用的问题,本文通过整理近年来环氧树脂增韧的相关文献,研究了热塑性树脂的改性方法和改性后界面情况的进展,对聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、聚酰亚胺等热塑性树脂增韧环氧树脂研究现状进行了分析。研究发现:热塑性树脂增韧环氧树脂的共混体系从均相状态到高交联结构的固定相形态,这种转变极大程度提高了材料的性能。

水性有机硅改性环氧树脂的制备与性能

利用二甲基二氯硅烷(DMDCS)与环氧树脂E51中-OH缩合反应合成有机硅改性环氧树脂,并采用相反转法制备水性有机硅改性环氧树脂,以疏水性优选有机硅改性环氧树脂合成条件,分析了乳化工艺对乳液平均粒径的影响,并考察了固化膜性能。结果表明,在环氧树脂40 g、DMDCS 1.6 g、溶剂用量20 mL、50℃反应8 h的条件下,有机硅改性环氧树脂与水的接触角为106.8°;当乳化剂用量为25%、乳化温度为65℃、剪切机转速为3000 r/min时,乳液平均粒径为1.011μm,储存稳定性(30 d)和离心稳定性(3000 r/min,30 min)良好;水性有机硅改性环氧固化膜固化时间短,具有优良的疏水性、力学性能、耐腐蚀性能。

环氧树脂基生物质复合材料的制备与性能

将十二烯基琥珀酸酐改性玉米秸秆作为改性剂,制备玉米秸秆/环氧树脂复合材料。利用FTIR和接触角测试对玉米秸秆及改性玉米秸秆进行结构表征,证明成功制备了酯化改性玉米秸秆。在环氧树脂中添加了不同含量的玉米秸秆及改性玉米秸秆,测试了复合材料的热性能和阻燃性能。结果表明,复合材料的反应速率提高,固化时间缩短。随着秸秆添加量的增加,复合材料的起始分解温度降低了26.98℃,残余质量增大了17.67%。由锥形量热测试可知,随着秸秆含量的增加,复合材料的HRR峰值和THR值分别下降了58.54%、45.02%。

纤维素纳米晶改性及其环氧树脂复合材料的制备与性能研究

采用酸水解法从微晶纤维素中提取纤维素纳米晶(CNC),再分别用硅烷偶联剂和2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物(TEMPO)氧化剂对纤维素纳米晶进行改性,然后采用浇铸成膜法制备纯环氧树脂膜、含量为5%CNC、偶联改性CNC(K-CNC)及其TEMPO氧化改性CNC(T-CNC)/环氧树脂(EP)复合材料。利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、紫外-可见分光光度计、热重分析仪和万能材料试验机对试样表面薄膜形貌结构、透光性能、热学性能、机械性能进行测试。结果表明:加入T-CNC及其K-CNC的EP复合材料,断面比纯EP膜更加粗糙,裂纹增加。加入CNC及改性后的CNC,EP复合材料的透光率有所降低,T-CNC/EP复合膜的透光率为83.9%,降低幅度最小,K-CNC/EP膜的拉伸强力为38.37MPa,拉伸强力最大,K-CNC/EP膜弹性模量为513.89MPa,和纯EP膜相比,其弹性模量增加了36.8%,T-CNC/EP及K-CNC/EP复合膜的热分解温度分别增加了7℃和10℃,热稳定性得以改善。

环氧树脂复合材料在体育休闲产业中的应用

环氧树脂材料是一种用途广泛、力学性能优异的热固性树脂,其在体育休闲产业具有良好的应用前景。但单一的环氧树脂材料可燃且脆性较大、韧性差,限制了其在体育休闲产业中的广泛应用。实际应用中需要对环氧树脂材料进行增韧改性,提升材料的界面性能、韧性、抗疲劳性和热性能。

环氧树脂改性聚双环戊二烯及其碳纤维复合材料的制备与表征

本文在双环戊二烯单体/Grubbs二代催化剂体系中加入双酚A型环氧树脂配套甲基纳迪克酸酐固化剂,通过逐步升温聚合得到环氧树脂/聚双环戊二烯(PDCPD)共混物。利用接触角测量仪、差示扫描量热仪(DSC)、红外光谱仪(FT-IR)、力学试验机和扫描电镜(SEM)对环氧树脂改性PDCPD进行了表征。研究结果表明:加入10 phr环氧树脂的DCPD单体与碳纤维织物表面接触角由83.2°降低至22.6°,润湿性得到明显改善;环氧树脂改性PDCPD相比于纯PDCPD,玻璃化转变温度由124.7℃提升至133.2℃;改性PDCPD红外光谱中未发现环氧官能团(913 cm^(-1)),说明混合体系中环氧树脂反应完全;力学性能测试结果表明改性后PDCPD弯曲强度提升13.3%,断裂韧性降低11.0%,微观结构显示环氧树脂固化物呈直径小于2μm的微球均匀分布在PDCPD内部;利用湿法模压制备的改性PDCPD/碳纤维复合材料层间剪切强度由8.2 MPa提升至15.1 MPa,断面结构显示环氧树脂的加入有效改善了PDCPD对碳纤维的附着力。

环氧树脂增韧改性技术及其在航空先进复合材料中的应用

环氧树脂因其良好的粘接能力、介电性能和优异的工艺性能,在航空领域被广泛地用作纤维增强复合材料的基体材料。然而环氧树脂固化产物交联密度高导致的断裂韧性差的问题,限制了其在航空先进复合材料方面的应用。文章综述了超支化聚合物、热致液晶聚合物、互穿聚合物网络和纳米粒子等方法增韧环氧树脂近年来的发展,介绍了韧性环氧树脂在航空先进树脂基复合材料的应用情况,并对其发展前景进行展望。

有机硅环氧树脂及其复合材料的光固化研究

通过研究光引发剂的种类、用量、光照时间和光敏剂等对树脂光固化后凝胶率的影响,确定了ES-06有机硅环氧树脂光固化的工艺条件,在质量分数分别为5%的二苯基碘鎓六氟磷酸盐光引发剂和5.5%的多元醇链转移剂作用下,光照10 min后紫外光开环聚合产物的凝胶率可达80%。利用湿法手工铺叠工艺和光固化技术,制备了玻璃布/有机硅环氧树脂复合材料,测试并分析比较了有机硅环氧和双酚A环氧复合材料的力学性能。结果表明,光固化有机硅环氧树脂基复合材料层板的拉伸强度和层间剪切强度较优,分别为158.5 MPa和9.9MPa,而两者的弯曲性能和拉伸模量相当。

有机硅改性丙烯酸树脂/无机纳米复合材料的合成研究

采用乳液聚合法 ,选用种子乳液的分步加料方式合成有机硅改性丙烯酸乳液。有机硅氧烷种子乳液与丙烯酸酯类进行聚合反应 ,与纳米级材料复配形成稳定的共聚乳液 ,制成的皮革涂饰剂具有优异的阻燃性、强度和韧性等综合性能。

制备参数对纳米SiO_2/有机硅/环氧树脂复合材料性能的影响

利用偶联剂处理后的纳米S iO2粒子改性环氧树脂制备纳米S iO2/环氧树脂/有机硅复合材料。IR分析表明:纳米S iO2与环氧树脂/有机硅形成了复合体。运用均匀设计考察了各种实验参数对复合材料的热分解温度,体积电阻率的影响。建立了复合材料热分解温度、体积电阻率在制备过程中的数学模型。模型方差分析表明所有模型都是充足的。实验结果表明纳米S iO2对环氧树脂有明显的改性作用。随着纳米S iO2的加入量的增加,复合材料的热分解温度提高而电阻率降低。

有机硅改性树脂及其复合材料的研究进展

本文介绍了近几年有机硅改性树脂及其复合材料的研究进展,对其类型(有机硅改性环氧树脂、有机硅改性丙烯酸酯、有机硅改性聚氨酯)、特征、用途进行了分类介绍,最后对有机硅改性树脂及其复合材料今后的发展方向进行了展望。

硅炔杂化树脂改性有机硅树脂及其复合材料的性能

用一种硅炔杂化树脂聚(甲基硅烷-二乙炔基苯)(PSP)改性有机硅树脂(HS),通过FT-IR和TGA研究了树脂体系的固化反应及耐热性,并对制备的复合材料进行力学性能、耐热性能和介电性能研究。结果表明:当HS与PSP的质量比为5∶5时综合性能最优,树脂体系在氮气氛围下质量损失5%时的温度(Td5)为691°C,1 000°C时质量保留率为88%;HS-PSP树脂短切玻纤复合材料冲击强度为21kJ/m2,弯曲强度为65MPa,200°C时的弯曲强度高温保留率为78%,介电常数为4.6,介电损耗因数为7.9×10-3,体积电阻为6.7×1013Ω。改性后的复合材料具有优异的力学、耐热和介电性能。

有机硅改性环氧树脂的研究进展

本文从物理和化学改性两个方面重点综述了官能基聚硅氧烷、硅烷偶联剂、POSS及其他有机硅改性环氧树脂的研究进展。结合材料科学的发展需求,提出水性和光固化环保型有机硅改性环氧树脂将是今后的发展方向。

碳纤维增强环氧树脂复合材料的制备及性能

采用二苯甲基二异氰酸酯(MDI)和硅烷偶联剂(KH550)对碳纤维进行表面改性,将改性后的碳纤维(MDI/KH550-CFs)与环氧树脂(EP)复合,制备了不同碳纤维添含量的环氧树脂基复合材料,通过扫描电镜、拉伸测试、抗冲测试、磨损测试等研究改性碳纤维含量对环氧树脂基复合材料力学性能的影响。扫描电镜结果表明,采用MDI和KH550改性后的碳纤维与环氧树脂具有较好的界面粘结性能;力学及摩擦磨损性能测试结果显示,加入碳纤维有利于改善材料的拉伸性能及耐磨性能,能够延长材料的使用寿命,并且不影响材料的抗冲击性能。当MDI/KH550-CFs含量为4%时,拉伸强度为25.8624 MPa,与纯环氧树脂相比增强了62.4%;当其含量为2%时,最低磨损率为0.7×10^(-4)mm~3/(N·m)。