环氧树脂基纳米复合材料的制备及性能

文章介绍了环氧树脂(EP)改性及高性能化的方法,重点介绍了纳米粒子/环氧树脂复合材料的制备方法,探讨了纳米粒子共混法的策略及其应用,阐述了不同纳米粒子的种类、改性方式和改性效果。针对当前环氧树脂、纳米粒子之间相容性改善的难点和痛点,以氧化石墨烯的功能化为例,阐述了对纳米粒子进行表面修饰的策略,最后探讨了环氧树脂基纳米复合材料所面临的问题及应用前景,为制备高性能化的环氧树脂基纳米复合材料提供指导。

环氧树脂基纳米复合材料研究进展

介绍了环氧树脂基纳米复合材料的性能、制备方法、作用机理及研究进展。

环氧树脂基纳米复合材料的研究进展

介绍了环氧树脂基纳米复合材料的性能、制备方法、作用机理及其研究进展。

环氧树脂基纳米复合材料的研究进展

介绍了环氧树脂基纳米复合材料的制备方法、性能、作用机理及研究进展。

环氧树脂基纳米复合材料制备的研究进展

综述了目前环氧树脂纳米复合材料的制备方法,包括插层复合、共混分散、纳米复合膜法等,介绍了环氧树脂纳米复合材料的优异性能,并对其增韧改性机理作了探讨,最后展望了环氧树脂纳米复合材料的应用前景。

环氧树脂基纳米复合材料最新进展

本文介绍了环氧树脂基复合材料的制备方法、作用理论以及最新的研究进展。

SiO_2/环氧树脂基纳米复合材料研究进展

环氧树脂具有优异的粘接性能和好的机械性能而被广泛应用,但耐热性较差、脆性大限制了其在高性能领域的应用.通过在环氧树脂中引入纳米SiO2,可以起到增强、增韧和提高热稳定性的作用.综述了近年SiO2/环氧树脂基纳米复合材料的国内外研究进展.

纳米SiO_(2)/桐油基环氧树脂复合材料的制备及性能

通过制备环氧化桐油酸甲酯,并将其与E51环氧树脂共混,得到桐油基环氧树脂。再用硅烷偶联剂KH-570改性纳米SiO_(2),并以不同的质量比添加到桐油基环氧树脂中,探究不同纳米SiO_(2)含量在力学性能、接触角以及耐磨损性能上对桐油基环氧树脂复合材料的影响。结果表明:质量比为6%的纳米SiO_(2)的桐油基环氧树脂复合材料的拉伸和冲击强度都得到了提高,冲击强度较未加入纳米SiO_(2)提高了53.3%,水接触角也从93.3°提高到104.76°,并且添加纳米SiO_(2)之后复合材料的耐磨损性能也随之增强。

聚N-乙烯基-γ-氨基丁酸修饰的多壁碳纳米管及其环氧树脂纳米复合材料性能

为了改善多壁碳纳米管(MWCNT)在环氧树脂(EP)纳米复合材料中的分散性以及两者的界面结合作用,从而制备性能优良的EP纳米复合材料,本研究通过使包覆在MWCNT表面上的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)先后发生水解和置换,制备出聚N-乙烯基-γ-氨基丁酸修饰的MWCNT,研究了不同反应阶段MWCNT的失重率、亲水性以及在水和丙酮中的分散性,并将改性后的MWCNT与EP复合制备纳米复合材料,研究其力学性能。研究结果表明,聚N-乙烯基-γ-氨基丁酸修饰的MWCNT的失重率最小为8.36%,相比于PVP修饰和PVP水解修饰的MWCNT降低了17.2%和3.8%,并且在水和丙酮中的分散效果有了一定程度的提高。MWCNT经过聚N-乙烯基-γ-氨基丁酸修饰后与EP较难剥离,MWCNT外面包覆了较厚的界面层,可以显著提高MWCNT与基体EP的相容性和界面结合作用。改性后MWCNT的加入在提高纳米复合材料韧性的同时表现出对弯曲强度更好的保持能力,当MWCNT的质量分数为0.25%时,纳米复合材料的冲击强度提高了50.1%,弯曲强度提高了6.05%。

基于机器学习预测环氧树脂复合材料抗冲击性能

剩余压缩强度(RCS)是评价复合材料受到冲击损伤后力学性能的重要指标。采用声发射技术(AE)对玻璃纤维增强环氧树脂复合材料冲击载荷进行了在线监测,分析了振铃计数、峰值计数、信号强度和信号均方根值4种冲击载荷参数,采用人工神经元网络(ANN)和径向基网络(RBF)基于冲击载荷参数预测了试件RCS。结果表明,高冲击能量造成了试件分层、玻璃纤维断裂、环氧树脂基体开裂、纤维脱黏,当冲击能量为10、15、20和30 J时,冲击3 ms后冲击能量达到最大值,分别为10.53、16.67、21.77和27.13 J,随后冲击能量不断下降。随着冲击能量的增加,试件冲击深度从0.18 mm增加到3.35 mm,RCS从56.87 MPa降低到20.45 MPa。最优ANN模型结构为4-48-1,预测和实验RCS的均方误差(MSE)最低为0.03 MPa,最优RBF模型结构为4-21-1,MSE最低为0.01。RBF模型的局部响应特性使得其对输入数据中的噪声具有较好的鲁棒性,预测与实验RCS数据的相关系数(R2)为0.9863,而ANN模型预测结果为0.9514。

纳米颗粒填充玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能

为探究纳米颗粒[纳米氧化铁(NFe)、纳米二氧化硅(NS)、多壁碳纳米管(MWCNT)]填充玻璃纤维增强环氧树脂复合材料(GFRP)的力学性能,对纳米颗粒质量分数分别为0.1%、0.2%、0.5%、1.0%的纳米颗粒/GFRP材料开展了拉伸、压缩、弯曲及冲击力学性能试验,并结合扫描电镜(SEM)分析了纳米颗粒的种类及质量分数对试件力学性能的影响规律。结果表明,随着纳米颗粒质量分数的增加,试件拉伸强度均先增大后降低,纳米颗粒的良好分散性及与树脂间的黏聚力能够提升试件的拉伸强度,但过量纳米颗粒的掺入会形成积聚现象,使得试件拉伸强度降低。相较于GFRP试件,掺入纳米颗粒的质量分数为0.1%、0.2%、0.5%和1.0%时,MWCNT/GFRP抗压强度的增幅分别为25.31%、36.04%、26.84%和27.25%,弯曲强度的增幅分别为58.74%、63.21%、40.89%及43.11%,纳米颗粒的掺入使得试件抗压强度、弯曲强度、冲击强度均得到改善,颗粒种类及质量分数的不同使得试件力学性能提升效果存在差异。SEM试验结果表明,外荷载作用下纤维出现断裂、分层现象,纤维与纳米颗粒间存在的摩擦效应增强其力学性能,颗粒的积聚使得试件力学性能降低。

生物基可降解环氧树脂及其可回收碳纤维复合材料的研究进展

环氧树脂是目前应用最为广泛的热固性树脂之一,其固化后会形成不溶、不熔的高度交联的三维网络结构,从而导致树脂及其碳纤维复合材料的降解困难而且难以再加工,造成了严重的资源浪费与环境污染。采用可再生生物质原料制备生物基可降解环氧树脂及其碳纤维复合材料,在缓解能源危机、减轻环境污染和实现资源再利用上具有重要意义。综述了生物基可降解环氧树脂及其可回收碳纤维复合材料的研究进展,主要包括含有热或化学不稳定键的可降解环氧树脂的合成、性能、降解机理及其碳纤维的无损回收,并总结了其优缺点。

氨基酸功能化二硫化钼/环氧树脂复合材料耐水性能的研究

环氧树脂因其优异物理化学性能在各种高新领域得到了重要发展。近年来随着材料科学在某些极端环境下的需求越来越多,对提高环氧树脂的耐水性需求日渐迫切。本文首先制备了氨基乙酸(Gly)改性二硫化钼(MoS_(2))纳米片,然后用其改性环氧树脂,制备了Gly-MoS_(2)/环氧树脂复合材料。对其结构、微观形貌、力学性能、热机械性能和吸水率等指标进行表征。研究结果表明:(1)成功制备了目标产物,经氨基乙酸剥离和改性的MoS_(2)纳米片在树脂基体中分散更均匀,在保证适宜的横向尺寸的同时厚度更薄,与基体树脂相容性更好。(2)随着纳米片添加量的增加,树脂体系水煮后的常温和高温剪切强度、拉伸强度和抗冲击强度均有提升。这是由于改性后纳米片在基体中分散均匀,且与环氧基形成更稳定的海岛结构,从而提升了材料本身的耐水性。(3)热机械性能测试表明,Gly-MoS_(2)纳米片对增强材料水煮后的耐温性有着重要的作用。吸水率测试表明,Gly-MoS_(2)极大地改善了环氧树脂的耐水性能,并且随着Gly-MoS_(2)纳米片的增加,吸水率随之降低。其中1.00%Gly-MoS_(2)/环氧树脂体系的耐水效果最好,水煮192 h后最终吸水率仅为1.2%。

自修复与阻燃功能一体化玄武岩纤维增强环氧树脂基复合材料的制备及性能

纤维增强环氧树脂基复合材料(FREPC)在实际应用中常因裂纹失效和燃烧破坏而受到限制。文中将自制的DA加合物(DOPO-FU-BMI)与糠胺(FA)配合,引入到环氧树脂DGEBA中,通过热压成型工艺制备了兼具自修复和阻燃双重功能的玄武岩纤维增强环氧树脂基复合材料。结果表明,DA加合物在复合材料中实现了均匀分布,提升了材料的热稳定性和玻璃化转变温度;复合材料通过动态可逆化学键的可逆Diels-Alder(DA)反应实现了裂纹的修复,当DA加合物质量分数为20%时,经2次“冲击-修复”循环后复合材料的强度保留率仍高达92.5%;同时,复合材料发挥了玄武岩纤维的阻燃特性优势,引入DA加合物后使其阻燃性能进一步增强,极限氧指数最高可达44.5%,较未改性复合材料提升25.4%。

六方氮化硼增强环氧树脂基复合材料的研究进展

环氧树脂作为一种综合性能优异的热固性树脂在众多领域得到广泛应用,但是其固化后脆性大且断裂韧性比较低,六方氮化硼(h-BN)作为一种纳米填料与环氧树脂结合可以显著提高环氧树脂的各项综合性能,同时可以极大增强环氧树脂在实际应用中的潜力。文中首先系统介绍了h-BN的结构与性能特点,以及常用的制备、改性与分散方法。其次,着重阐述了h-BN作为纳米填料添加到环氧树脂中形成复合材料,其对于环氧树脂复合材料的热学、电学、机械以及防腐性能的影响,同时也对h-BN增强环氧树脂各种性能的研究进展进行了阐述。最后展望了h-BN/环氧树脂复合材料的发展与应用前景。

无机纳米粒子/环氧树脂基复合材料的研究现状

系统地综述了近年来纳米改性环氧树脂基复合材料的研究现状。介绍了环氧树脂基纳米复合材料的制备方法和无机纳米粒子的表面修饰方法 ,分析了环氧树脂基纳米复合材料的形成机理和固化反应动力学 。

电子封装用环氧树脂基复合材料的研究进展

环氧树脂作为应用最广泛的塑料基电子封装材料,低导热性限制了其在电子封装领域的应用,而通过树脂的改性和高导热填料的加入可以有效提高环氧树脂的导热性能。概述了环氧树脂基复合材料的种类及研究进展,介绍了电子封装对环氧树脂基复合材料的多种性能要求,包括高导热性能、绝缘性能、低介电性能以及阻燃性能等,对具备不同性能环氧树脂基复合材料的改性方法进行了综述。最后,对电子封装用环氧树脂基复合材料今后的发展方向进行了展望。

湿热环境对环氧树脂基复合材料拉伸性能的影响

采用加速吸湿法得到玻璃纤维/L285环氧树脂基复合材料吸湿特性曲线,通过对比分析湿热处理前后的化学结构、断口微观形貌以及力学性能,研究了湿热环境对玻璃化转变温度、损伤机理、抗拉强度以及弹性模量的影响,探究湿热老化机制,为通用航空飞机的安全运行提供理论和实验依据。结果表明,该复合材料吸湿初期符合Fick第二定律,后期吸湿曲线逐渐趋于平缓,湿度一定时,温度越高,吸湿率越大,达到吸湿饱和时间越长。水浴温度由25 ℃增加到85 ℃时,饱和吸湿率增加209%,相应吸湿饱和时间增加46.50%;湿热处理后复合材料的拉伸断裂失效形式发生改变,抗拉强度降低30.97%,弹性模量在6%范围内波动,加载初期应力—应变曲线呈线性关系,后期呈非线性变化趋势;相对25 ℃干态试样,85 ℃湿态试样的玻璃化转变温度下降24 ℃,相应的化学结构未发生变化,但纤维-基体界面发生了不可逆的物理变化。

碳纳米管增强环氧树脂基复合材料的制备及其力学性能

通过对多壁碳纳米管进行表面处理,用超声分散和模具浇注成型法制备了碳纳米管/环氧树脂纳米复合材料。研究了碳纳米管含量和表面处理对碳纳米管/环氧树脂复合材料力学性能和断面形貌的影响,分析了碳纳米管对环氧树脂的增强机理。结果表明,随着碳纳米管含量的增加,碳纳米管/环氧树脂复合材料的拉伸强度和弯曲强度及模量先增加后减小;当碳纳米管的质量分数为0.5%时,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量分别达到最大值69.8MPa、136.9MPa和3.72 GPa,比纯环氧树脂提高了33.9%、29.3%和4.8%;当碳纳米管的质量分数为1.5%时,拉伸模量达到最大值2050.5MPa,比纯环氧树脂提高了7.3%。

4,4′-二氨基二苯醚二苯酮固化环氧树脂/粘土纳米复合材料的研究

采用离子交换法,用十六烷基三甲基溴化铵处理钙基蒙脱土(MMT),使蒙脱土的层间距由1.49nm扩大到2.21nm,制备了环氧树脂/BADK/MMT纳米复合材料,并用XRD等手段研究了有机蒙脱土在环氧树脂中的插层及剥离行为.研究结果表明,蒙脱土含量及环氧树脂与有机土的混合温度和时间均对固化后复合材料的剥离产生影响,只有在特定条件下才能得到剥离型纳米复合材料.