二胺型苯并噁嗪改性双酚A环氧树脂及其玻璃纤维复合材料性能研究

为了延长环氧树脂漆的适用期,提高其耐热性,使用苯并噁嗪树脂对其进行共混改性。以溶液共混方式制备了环氧树脂漆(EP)与苯并噁嗪树脂(BZ)的共混树脂体系(E/B-x),讨论了BZ的加入对共混树脂的黏度、流变特性、凝胶化活化能、固化行为、表面特性及玻布增强复合材料的耐热性、力学性能的影响。结果表明:BZ的加入使共混树脂的黏度明显降低,凝胶温度及凝胶活化能增加,迟滞了EP的固化反应,延长了其适用期;少量BZ的加入不会改变EP的玻璃化转变温度(Tg),当BZ加入量达到40份时,与EP复合材料相比,E/B-40复合材料的干态和湿态Tg分别提高了12.6%和11.7%;随BZ加入量的增加,复合材料的弯曲强度先下降后上升,E/B-40复合材料的弯曲强度和弯曲模量可达569 MPa和27.9 GPa,与EP复合材料相当。

可循环利用的生物质基环氧树脂类玻璃高分子材料的研究进展

类玻璃高分子材料(Vitrimer)是一种具有独特功能的新兴材料,基于生物质资源制备的生物质基环氧树脂Vitrimer材料不仅具有良好的力学性能和耐溶剂性,而且具有可循环利用特性(重塑再加工、化学溶解回收、自修复),有望解决传统环氧树脂热固性材料难以可持续循环利用的问题。文中综述了近年来不同生物质资源制备的生物质基环氧树脂以及不同动态化学键构筑的生物质基环氧树脂Vitrimer材料性能的研究进展,展望了生物质基环氧树脂Vitrimer材料未来可能的发展方向,对实现环氧树脂材料的循环利用和可持续发展有重要意义。

含动态二硫键与硅氧键的环氧树脂复合材料的制备与表征

作为一类新兴的聚合物材料,类玻璃高分子(vitrimer)由于其交联网络中含有可动态交换的可逆共价键,可在外加刺激下展示出动态的特性而不影响交联网络的完整性,从而既具有热塑性材料的可加工性又具有热固性材料的交联结构,能够减少塑料废弃造成的环境污染和资源浪费,因而备受关注。为了有效改善因热固性环氧树脂不可回收而造成的环境问题,通过一锅法将硅氧键和二硫键引入环氧树脂交联网络,制备了一系列含双重动态共价键的多壁碳纳米管(MWCNTs)/vitrimer复合材料(EPGCSLx)。研究了MWCNTs不同掺杂量下材料的导电性、热力学性能、自修复性能、再加工和可降解性。结果表明,EPGCSL5(MWCNTs质量分数为5%)具有良好的导电性(电导率为2.09 S/m)和力学性能(拉伸强度为8.12 MPa,断裂伸长率为84.67%)。EPGCSL5还具有可再加工性、可降解性和光热性能,充分结合了vitrimer和环氧树脂复合材料的优点。此外,EPGCSL5被制备成人体运动传感器,证明了其作为运动传感器的应用潜力。

环氧树脂类材料在桥梁加固工程中的应用

祁县至清徐公路贾令桥(6—11m二铰板桥)破损严重问题,通过专家研究讨论和大量的试验,采用环氧树脂类有机粘结材料,对该桥进行了加固,在此仅对环氧树脂类有机粘结材料在桥梁加固中的应用作一些探讨。

纳米氧化铝颗粒对高性能环氧树脂玻璃化转变温度的影响

采用机械分散工艺制备了Al2O3/环氧复合材料,研究了颗粒含量和颗粒表面改性对复合材料玻璃化转变温度(Tg)的影响规律。结果表明:微米颗粒的加入并未改变环氧树脂的Tg,而纳米颗粒的加入则产生了较大影响。当未表面改性的Al2O3纳米颗粒含量超过10%(质量分数,下同)时,复合材料的Tg开始下降;纳米颗粒含量为18%时,相比纯树脂体系,复合材料的Tg下降了约25℃。经过辛基硅烷表面改性的纳米Al2O3颗粒与树脂的相容性得到改善,对体系的增黏效果减小,复合材料的Tg降低幅度较小。

手部环氧树脂类材料高压注射伤一例

随着现代工业及制造业越来越依赖高压注射枪等工具作业,手部高压注射伤(high-pressure injection injuries,HPII)也越来越常见。Schoo等[1]报道HPII占手外伤的1/600,最常见是油漆。近年来以环氧树脂为基体的新型防水材料迅速发展并被广泛应用,有取代聚氨酯类材料之势,且该类材料被广泛用于防水工程,从业人数庞大。因为该类疾病总体的发生率较低,所以大多数医务人员对其认识不足,导致发生许多坏死截指病例。文献报告HPII的截指率为16%~48%,目前国内尚无手部HPII的流行病学研究[2,3]。

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。

纳米材料对环氧树脂耐热性的改性研究

采用纳米TiO2、Al2O3、SiO2,层状粘土有机蒙托土、海泡石和环氧树脂制备纳米复合材料,通过透射电镜研究纳米粒子在环氧树脂基体中的分散情况,采用差热分析测试不同纳米环氧树脂复合材料的玻璃化温度。结果表明,纳米粒子分散于基体中,可使环氧树脂的玻璃化温度提高。

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 .

含有异氰脲酸酯基的环氧树脂包覆材料的性能

合成了新型含异氰脲酸酯基的环氧树脂(ISEP)及柔性固化剂(TPA)。以ISEP和TPA为粘结剂和固化剂组分,以联二脲为填料,制得了环氧树脂胶片。在室温、高温(50℃)、低温(-40℃)下胶片的拉伸强度和延伸率分别为6.44MPa,124.15%;2.68MPa,85.24%;27.38MPa,24.09%。对推进剂进行了包覆,发现包覆层与推进剂粘接良好。对装药进行了静止发动机试验,获得了平稳的压力-时间曲线。包覆层材料的红外、可见光和激光透过率分别为90.4%、85.4%和84.2%。TGA曲线表明材料的热稳定性好。

剪切分散工艺制备环氧树脂/粘土纳米复合材料的结构与力学性能研究

采用十二胺盐处理的蒙脱土(MMTDDA)和环氧(E-51)/4,4′二胺基二苯砜(DDS)体系为研究对象,分别通过普通搅拌(磁力搅拌)和高速剪切分散(高速乳化均质机)两种分散MMTDDA的工艺制备了环氧树脂MMTDDA纳米复合材料。透射电镜(TEM)观察表明,普通搅拌分散法制备的纳米复合材料中存在较多粘土团聚体,而通过高速剪切分散施加一定外部剪切力细化分散粘土团聚体,则有利于粘土片层在固化过程中充分解离,力学性能明显提高。在一定剪切速率下,力学性能随剪切分散时间的增加而增加;当粘土含量为3wt%时,冲击强度可由32.1kJ/m2提高到43.9kJ/m2,提高近36.8%,弯曲强度也有一定提高。动态热机械性能(DMA)分析表明,环氧树脂/MMTDDA纳米复合材料的储能模量在玻璃态没有明显改善,但在玻璃化转变区具有一定的提高;玻璃化转变温度(Tg)和损耗模量都得到不同程度的提高,Tg由纯环氧树脂的209.6℃提高到环氧树脂/MMTDDA(3wt%)纳米复合材料的214.9℃,提高近5.3℃,且粘土片层的分散解离效果越好,提高的幅度越大。

环氧树脂/有机累托石纳米复合材料的研究

用十二烷基二甲基苄基氯化铵对累托石进行有机化处理,采用不同量的有机累托石与环氧树脂进行原位插层聚合,制得环氧树脂/有机累托石纳米复合材料。采用红外光谱分析、X射线衍射分析、扫描电镜分析、差示扫描量热分析和力学性能测试研究了有机累托石在环氧树脂中的分散性、纳米复合材料的力学性能和热性能。结果表明,有机累托石含量为3份时纳米复合材料的综合性能最佳,冲击强度和弯曲强度分别提高40%和33%;热变形温度和玻璃化转变温度分别提高30℃和11.5℃;而其热稳定性与纳米累托石粒子的分布和界面作用有关。

催化剂对基于动态酯交换Vitrimers材料性能的影响

传统环氧树脂作为干式变压器、电压互感器和复合绝缘子等电工装备的主要原材料,有着良好的力学性能和电学性能,但是其固化后形成的交联网络难溶难熔。随着环氧树脂基电工装备运行年限的增长,大量退役设备的处理面临巨大的挑战。该文制备了基于酯交换的酸酐固化类玻璃化环氧树脂材料(Vitrimers),系统地研究了催化剂对树脂力学、电学、热学以及动态交换性能的影响规律,并使用醇类溶液探索其降解性能。研究结果显示,与传统环氧树脂相比,Vitrimers体系的断裂伸长率较高,表现出良好的韧性。在Vitrimers体系中以1,5,7-三叠氮双环(4.4.0)癸-5-烯(TBD)为催化剂的Vitrimers具有较佳的综合特性,在高温下表现出良好的应力弛豫特性,且能够在7h(190℃)全部溶解于乙二醇(EG)溶液中。该文研究结果表明,类玻璃化环氧树脂有较综合的力-热-电特性,能够快速溶解于降解溶液,有望用作电工装备的新型环保树脂基体。

聚合物基陶瓷化复合材料的研究进展

聚合物基陶瓷化复合材料具有有机高分子材料和无机陶瓷的优异性能,可在高温下变成多孔结构和冲击陶瓷层,陶瓷层可阻碍热量传递,隔离可燃物与氧气的接触,因此具有很好的阻燃和耐火作用,是一种新型耐火和耐高温材料。介绍了聚合物基陶瓷化复合材料的组成及其陶瓷化机理,综述了聚合物基陶瓷化复合材料的分类,包括橡胶类陶瓷化复合材料、乙烯聚合物基陶瓷化复合材料、环氧树脂基陶瓷化复合材料、酚醛树脂基陶瓷化复合材料等。未来的研究重点主要集中在提高陶瓷填料与树脂基体的相容性、制备高效阻燃剂和高效陶瓷化体系的设计上。

干湿环境对环氧树脂/碳纤维复合材料层合板老化性能的影响

以开孔和未开孔环氧树脂/碳纤维复合材料层合板为研究对象,开展了不同温度(2,23,70℃)、水浸/干燥环境下层合板的加速老化试验,利用三维轮廓仪、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、差示量热扫描仪等对层合板的老化性能进行分析。结果表明,开孔会使得层合板的吸湿率减少,温度越高,层合板的吸湿率越大;层合板吸湿后会发生溶胀,且温度会加剧纤维-树脂脱粘、开裂,老化环境对层合板的断面形貌具有很强的敏感性;老化环境并未明显改变层合板的化学结构,老化环境对层合板的玻璃化转变温度;。

国产T800级高韧性环氧树脂基预浸料的TTT图绘制

预浸料的固化动力学研究及TTT图绘制可指导相关制品的成型工艺设计及优化,保证制品的最佳力学性能。以国产T800级高韧性AC531环氧树脂基预浸料为对象,采用DSC测量法研究了其固化反应动力学,并根据固化反应特点,拟合得到了固化反应动力学的自催化模型表达式;针对预浸料的相转变行为,测试并拟合得到了玻璃化转变温度与固化度之间的关系,通过线性回归分析得到了凝胶时间与温度的关系式;绘制了TTT图,为国产T800级高韧性环氧树脂基预浸料的固化工艺优化提供理论支持。

氰酸酯／环氧树脂／苯基三硅羟基倍半硅氧烷复合材料

南京信息职业技术学院的赵春宝等人将苯基三硅羟基倍半硅氧烷（T7）引入氰酸酯树脂（CE）和环氧树脂（EP）复合体系，制备了一系列CE／EP／T7复合材料。研究表明，T7能均匀分散于复合材料中，并参与复合体系的固化反应；T7的加入有助于提高复合材料的储能模量和玻璃化转变温度（Tg），当T7质量分数为10％时，复合材料的Tg提高约6℃；含T7的复合材料仍保持了优异的热稳定性，且在高温阶段的热分解残余质量随着T7含量的增加而增大，有利于提高氰酸酯基复合材料的阻燃性能。

纳米材料有效改性环氧树脂耐热性

最近，科研人员采用纳米TiO2、Al2O3、SiO2，层状粘土有机蒙托土、海泡石和环氧树脂制备纳米复合材料，通过透射电镜研究纳米粒子在环氧树脂基体中的分散情况，采用差热分析测试不同纳米环氧树脂复合材料的玻璃化温度，结果表明纳米粒子分散于基体中，可使环氧树脂的玻璃化温度提高。据中国环氧树脂行业协会专家介绍，通过一定的方式使纳米粒子及粘土粒子分散于环氧树脂基体中，

壳牌推出一种汽车专用复合材料环氧树脂

壳牌公司推出的这种新型环氧树脂,牌号为Epikote6104/6906,可用于热压模塑工艺,制成多层环氧类玻璃钢制品,其玻璃纤维含量可达65%左右。这种轻型汽车复合材料,现已成功地应用于荷兰壳牌汽车公司生产的大型轿车上,并且还应用于尼桑型车辆,以及其他的货车和卡车等方面。

碳纤维增强环氧改性氰酸酯树脂复合材料性能研究

分别采用热重分析(TGA)法、动态力学分析(DMA)法研究了碳纤维增强环氧改性氰酸酯树脂(CE/EP/CF)复合材料的热稳定性、耐热性及动态热力学性能,研究了此种复合材料强力环(NOL环)的力学性能。结果表明,CE/EP/CF复合材料具有优良的耐热性和热稳定性,玻璃化转变温度为226.33℃,NOL环层间剪切强度为48.7MPa。扫描电子显微镜(SEM)分析表明,CF与CE/EP树脂间的界面粘接良好。