酸酐固化环氧树脂-有机蒙脱土纳米复合材料的制备及性能研究

以甲基四氢酸酐为固化剂,对含羟基长链烷基季铵盐改性蒙脱土-环氧树脂纳米复合材料的制备进行了研究。通过TEM、SEM、TGA和DMA等对其微观结构、热性能和动态力学性能等进行表征和分析。TEM结果表明:有机蒙脱土以纳米片层分散在环氧树脂基体中,形成了纳米复合材料;有机蒙脱土含量3wt%时,环氧树脂被同时增韧增强:冲击强度提高87.8%,拉伸强度提高20.9%。纳米片层蒙脱土的加入同时也改善了环氧树脂的热稳定性和动态力学性能;有机蒙脱土含量5wt%时,热分解温度提高24.7℃,热变形温度提高了8.7℃;在T<Tg时,环氧树脂的储能模量提高42.86%,在T>Tg时,提高229.8%;相应玻璃化转变温度Tg提高14.7℃。

环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的介电性能研究

采用插层聚合法制备了环氧树脂(EP)/蒙脱土(MMT)纳米复合材料,用X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)研究了该纳米复合材料的结构,并用阻抗分析仪等研究了其介电性能。结果表明:EP/MMT纳米复合材料的介电常数和介电损耗随有机蒙脱土质量分数的增加有一个最低值,介电常数随频率的升高而降低。

碳纳米管、蒙脱土共掺杂环氧树脂复合材料介电性能研究

本文以双酚A型环氧树脂(EP)为基体,利用酸化处理的多壁碳纳米管(C-MWNTs)及有机化蒙脱土(O-MMT)共同对环氧树脂进行改性,并采用溶液共混法制备EP/C-MWNTs/O-MMT复合材料。用FT-IR及SEM对处理前后的碳纳米管及蒙脱土进行表征,并对所制备的复合材料介电性能进行测试,分析并探求碳纳米管掺杂量对EP/C-MWNTs/O-MMT复合材料介电性能的影响。测试结果表明,加入少量C-MWNTs及适量O-MMT的EP/CMWNTs/O-MMT复合材料的体积电阻率与未改性EP相比仅下降了1个数量级,同时其击穿场强稍有提高;纳米组分与环氧树脂基体形成的界面对偶极极化有一定的抑制作用,可降低改性后EP复合材料的介电常数,当O-MMT掺杂量为6.0wt%、C-MWNTs掺杂量为0.3 wt%时复合材料的介电常数可降至2.9,而复合材料的介电损耗并无明显变化。

高度剥离型环氧树脂／蒙脱土纳米复合材料的制备与性能

以丙酮为溶剂,采用超声波分散和高速搅拌混合相结合的方法制备了高度剥离型环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料。XRD与TEM测试结果表明,蒙脱土在环氧树脂中得到了高度剥离,大部分蒙脱土被剥离成独立片层,均匀分散于基体树脂中。对材料的力学性能、热机械性能研究表明,蒙脱土能显著提高材料的冲击强度、弹性模量,但降低了材料的拉伸强度与断裂伸长率。蒙脱土使材料的储存模量显著提高,储存模量在材料的橡胶态比在其玻璃态提高的更加明显。

剥离型环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料研究

采用阳离子交换的方法对蒙脱土进行了有机化处理 ,使蒙脱土由亲水性变成亲油性 ,并且使其层间距由原来的 1.2nm扩大到 2 .2nm。采用X 射线衍射仪研究了有机蒙脱土在环氧树脂中的剥离行为 ,制备了环氧树脂 蒙脱土纳米复合材料并测试了其性能。实验结果表明 ,环氧树脂与有机蒙脱土的相容性好 ,蒙脱土在环氧树脂中完全剥离 ;环氧树脂 蒙脱土纳米复合材料的力学性能。

桐油酸酐固化环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的研究

通过阳离子交换的方法将蒙脱土进行有机化处理 ,使蒙脱土由亲水性变成亲油性且层间距扩大。采用浇模固化成型法制备环氧树脂 /桐油酸酐 /蒙脱土纳米复合材料 ,并用 XRD、DMTA等手段研究有机蒙脱土在环氧树脂中的剥离行为。研究发现 ,加入桐油酸酐固化剂后 ,粘土被剥离而得到剥离型的纳米复合材料 ,而且工艺条件的变化并不明显改变剥离的效果。

二亚乙基三胺固化环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的研究

通过阳离子交换的方法使蒙脱土由亲水性变成亲油性且层间距扩大 .采用浇模固化成型法制备了环氧树脂 /二亚乙基三胺 /蒙脱土纳米复合材料 ,并用 X射线衍射、动态力学热分析法 (DMTA)等手段研究了环氧树脂在有机蒙脱土中的插层行为 .研究结果发现 ,加入二亚乙基三胺固化剂后 ,环氧树脂插层到粘土片层间 ;而且工艺条件的变化并不明显改变插层行为 .DMTA测试表明 ,所测的玻璃化转变温度是层外固化环氧树脂的玻璃化转变温度 ,并发现二亚乙基三胺固化环氧树脂纳米复合材料的玻璃化转变温度与固化温度紧密相关 ,且加入蒙脱土后纳米复合材料的低温 α 松弛峰消失 .

环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的制备及性能研究

采用双子季铵盐对蒙脱土进行有机化处理,再与环氧树脂进行插层复合制备了环氧树脂/蒙脱土复合材料。借助XRD和FTIR等手段对改性蒙脱土进行了表征,对复合材料的力学性能进行测试。结果表明,改性使蒙脱土层间距增大,有机蒙脱土的加入改善了环氧树脂基体的力学性能,当有机蒙脱土质量含量为1%时,其弯曲强度、冲击强度等力学性能得到了最大的提高。

环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的制备与剥离机理研究进展

阐述了蒙脱土的性质及其在基体树脂中的剥离机理、环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的制备方法。原位插层复合法是制备环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料最常用的方法;有机改性剂、固化剂及固化条件会对蒙脱土在环氧树脂中的剥离与插层行为产生影响;环氧单体聚合过程中产生的弹性力是使蒙脱土片层发生剥离的主要原因。重点介绍了近几年来制备高度剥离型纳米复合材料的方法和工艺,指出蒙脱土在复合材料中的完全均匀剥离仍然是现阶段有待解决的关键问题。

蒙脱土和碳纳米管共掺改性环氧树脂复合材料的力学性能和热性能

采用有机化蒙脱土(OMMT)和碳纳米管(MWCNTs)2种纳米材料改性双酚A型环氧树脂。通过溶液共混法制备OMMT/EP、MWCNTs/EP、OMMT/MWCNTs/EP环氧树脂纳米复合材料。利用扫描电子显微镜观察了复合材料的冲击断面,测试了复合材料的力学性能和热性能,探讨了OMMT、MWCNTs增韧环氧树脂的机理。结果表明,当试样中OMMT质量分数为4%,MWCNTs质量分数为0.7%时,OMMT/EP、MWCNTs/EP和OMMT/MWCNTs/EP的冲击强度分别达到16.8kJ/m2,23.1kJ/m2,30.4kJ/m2,较未掺杂环氧树脂分别提高了16.7%,60.4%,110%。弯曲强度较未改性环氧树脂分别提高了27.54%,35.74%,54.12%。3种复合材料的热分解温度和马丁耐热温度均较未改性环氧树脂略有提高。

环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的制备与性能表征

以4,4′-二氨基二苯基甲烷(DDM)为固化剂,通过插层法制备了环氧树脂/有机蒙脱土纳米复合材料。根据样品在丙酮中的溶胀度,确定了纳米复合材料的最佳制备条件,在此条件下,制备了一系列蒙脱土含量不同的纳米复合材料。用X射线衍射(XRD)表征了蒙脱土在基体中的分散状态,测定了纳米复合材料的氧气透过系数,并研究了纳米复合材料的动态力学性能。结果表明:当蒙脱土的含量较低时,可以形成剥离型纳米复合材料;环氧树脂与蒙脱土复合后,阻隔性能大幅提高;蒙脱土的加入使纳米复合材料的储能模量和玻璃化转变温度明显提高。

含联苯结构环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的制备及其固化反应动力学

采用含联苯结构环氧树脂3,3',5,5'-四甲基联苯二酚二缩水甘油醚(TMBP)与层间距为2.33 nm的有机蒙脱土(O-MMT)进行插层复合,并选用芳香型固化剂4,4'-二氨基二苯甲烷(DDM),制备了TMBP/DDM/MMT纳米复合材料.采用非等温差示扫描量热法(DSC)研究该体系的固化反应动力学,求得其表观活化能ΔE=51.25 kJ/mol,反应级数为0.88.采用X射线衍射(XRD)研究蒙脱土的质量分数对其在环氧树脂中的插层及剥离行为的影响.结果表明:只有在蒙脱土的质量分数较低时才能得到剥离型纳米复合材料;性能测试数据表明,该复合材料具有较高的拉伸强度、弯曲模量、冲击强度和较高的玻璃化转变温度.

环氧树脂/有机蒙脱土纳米复合材料的制备与表征

分别采用熔融插层法与溶液插层法制备了环氧树脂/有机化蒙脱土纳米复合材料,并对不同工艺条件下制备的复合材料结构进行了表征。用X射线衍射法(XRD)测试了有机化蒙脱土在被插层前后片层间距的变化,用扫描电子显微镜(SEM)观察了复合材料冲击断面相态结构与蒙脱土在有机相中的分散情况。结果表明环氧树脂分子插入到经有机化改性的蒙脱土片层中,蒙脱土在环氧树脂固化过程中剥离成纳米级颗粒,无序的分散在环氧树脂基体中,且溶液插层法更有利于蒙脱土片层的剥离。通过热重分析(TGA)测试发现,溶液插层法制备的试样中残留的溶剂对复合材料的热性能影响很大。

环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料性能研究进展

综述了环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料在力学、热学、介电性能、阻隔性能等方面的研究进展。归纳总结了裂纹与银纹相互转化增强增韧机理、裂纹钉铆机理、基体剪切屈服增韧机理等几种蒙脱土增韧环氧树脂机理,并对环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的发展前景作了展望。

环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的性能及增韧机理

将有机蒙脱土添加到环氧树脂中,制备环氧树脂/纳米复合材料,考察复合材料的力学和热学性能,研究发现,5%的添加量可以使环氧树脂的冲击、断裂强度得到大幅度的提高,添加3%的有机蒙脱土,热变形温度提高了6.1℃。通过SEM和AFM,对环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料冲击断口进行微观研究,发现断口呈现出明显的韧性断裂。结合微观形貌,对有机蒙脱土增韧环氧树脂的各种机理进行探讨,认为符合基体剪切屈服增韧机理。

新型环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的制备、结构和性能

用一种新型的有机试剂制备有机蒙脱土 ,并将有机蒙脱土与环氧树脂复合制备了环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料。研究结果表明 ,这种新型的有机改性剂是一种高效的插层剂 ,同时表现出对环氧树脂固化明显的促进作用。由于有机蒙脱土层间催化中心的引入 ,将有机蒙脱土与环氧树脂复合可成功制备纳米复合材料。当有机土含量小于8份 (相对于100份环氧树脂 )时有机土以剥离的纳米级片层结构为主 ,当有机土含量大于8份时有机土以剥离和插层的纳米结构并存。带活性基团的有机土使环氧树脂的凝胶活化能降低 。

环氧树脂/蒙脱土/咪唑纳米复合材料固化行为的研究

运用非平衡态热力学涨落理论预估了环氧树脂 有机蒙脱土 咪唑插层型纳米复合体系在不同温度及不同有机蒙脱土用量时的固化行为 ,理论曲线与动态扭振的实验有良好的符合 .实验表明 ,有机蒙脱土的加入 ,使凝胶化时间tg 缩短 ,固化速率加快 。

Avrami法研究环氧树脂/蒙脱土/咪唑纳米复合材料的固化动力学

运用Flory凝胶化理论和Avrami法研究环氧树脂 /有机蒙脱土 /咪唑插层型纳米复合体系在不同温度及不同有机蒙脱土用量时的固化动力学。实验表明 ,随固化温度的提高 ,Avrami速率常数k值增大 ,凝胶化时间tg 缩短 ,凝胶点后的t1/2 降低 ,固化速率加快 ,当固化温度低于 90℃时 ,Avrami指数n值为 3左右 ,而固化温度高于 90℃时 ,n值为 2左右。有机蒙脱土的加入 ,使固化速率加快 ,但并不改变固化反应的机理 ,Avrami方程可以很好地描述凝胶点后的固化动力学。

负载羧基有机蒙脱土制备环氧树脂纳米复合材料(英文)

用椰油酰胺丙基甜菜碱(CAB)制备了1种负载羧基的有机蒙脱土,并将这种有机蒙脱土加入甲基四氢苯酐固化环氧树脂体系中制得环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料。采用XRD衍射和透射电镜TEM研究了蒙脱土有机化前后和在纳米复合材料中的片层结构和形态。用TGA研究了纳米复合材料的热稳定性能。结果表明,制备的负载羧基蒙脱土充分插层且很容易分散在环氧树脂中得到纳米复合材料。其热稳定性和有机蒙脱土在树脂中的分散状态有关。

碳纳米管-蒙脱土/环氧树脂复合材料的流变与固化特性

采用机械搅拌和离心分散的方法制备了多壁碳纳米管-有机蒙脱土/环氧树脂纳米复合材料。用X射线衍射和扫描电镜对复合材料的微观结构进行了分析和表征,研究了多壁碳纳米管含量对混杂体系流变性和固化特性的影响。结果表明,当有机蒙脱土含量为2%(质量分数,下同)时,蒙脱土在树脂体系中能够形成离散性结构,且与多壁碳纳米管形成一定程度的相互穿插结构。随着多壁碳纳米管含量的增加,混杂复合材料体系的黏度迅速上升,固化放热逐步降低。