酚醛树脂基蒙脱土纳米复合材料的力学性能与增强增韧机理

利用三种蒙脱土(即S-MMT,TG-2,OLS,统称MMT)和一种短切纤维(Short-cutGlassFiber,简记为SGF),分别与酚醛树脂熔融混合,制得酚醛树脂基复合材料。通过缺口冲击实验和弯曲实验,对这些复合材料的力学性能和增强增韧机理进行了研究,取得了一些有规律性的结果。PF/NBR/SGF复合材料的缺口冲击强度、弯曲强度和弯曲模量都随SGF含量的增加而增大;PF/NBR基蒙脱土纳米复合材料的缺口冲击强度随纳米材料(即S-MMT,TG-2和OLS)含量的增加而增大,在含量为5份时达到最大值;弯曲强度和弯曲模量也随纳米材料含量的增加而增大,在含量为9份时达到最大值。其次,所有PF/NBR基复合材料的缺口冲击强度均在60℃取得最大值,PF/NBR/OLS,PF/NBR/TG-2,PF/NBR/S-MMT等三种纳米复合材料的力学性能与体系中蒙脱土的层间距密切相关。层间距越大,力学性能越好。最后,探讨了纳米蒙脱土增强增韧PF/NBR体系的机理,指出聚合物体系中的蒙脱土具有两种效应,并建立了模型。

酚醛树脂/NBR基蒙脱土纳米复合材料的聚集态

利用3种蒙脱土(S-MMT,TG-2,OLS)和1种短切玻璃纤维,分别与酚醛树脂(PF)/丁腈橡胶(NBR)熔融混合,制备了PF/NBR纳米复合材料,通过X射线衍射和透射电子显微镜分别对这些复合材料的聚集态进行了研究。结果表明,在所有PF/NBR/(S-MMT,TG-2,OLS)纳米复合材料中,S-MMT,TG-2,OLS的层间距均大于复合之前各自的层间距;即使是未经有机化改性的S-MMT,在与PF/NBR熔融复合过程中也使聚合物分子链插入到S-MMT的层间,但插层水平较低;其次,后固化处理有利于增大复合材料中蒙脱土硅酸盐片的层间距。

酚醛树脂/蒙脱土纳米复合材料的制备及固化反应动力学研究

利用自制的有机蒙脱土 ,采用浇模固化成型法制备酚醛树脂 /六次甲基四胺 /蒙脱土纳米复合材料 ,并用XRD观察有机蒙脱土分别在热塑性和热固性酚醛树脂中复合行为 .研究发现 ,由于两种树脂的固化反应机理不同 ,热固性酚醛树脂与蒙脱土复合 ,可得插层型纳米复合材料 ;而采用热塑性酚醛树脂进行固化 ,则得到部分剥离的纳米复合材料 .通过DSC进一步研究热塑性酚醛树脂 /蒙脱土复合体系的固化反应动力学 .运用Kissinger ,Flynn Wall Ozawa ,Crane方法求出活化能和反应级数等动力学参数 .结果发现 ,加入蒙脱土使固化反应活化能下降 ,反应级数减小 ,从而有利于固化工艺的实现 ,便于纳米复合材料实际应用 .

插层聚合线性酚醛树脂/有机改性蒙脱土纳米复合材料的研究

采用插层聚合方法制备了线性酚醛树脂 /有机改性蒙脱土纳米复合材料 ,研究了不同的搅拌时间和配比对有机改性蒙脱土分散效果的影响 ,并用X射线小角衍射 (XRD)和透射电子显微镜 (TEM )测得其微观结构。热重分析 (TG)测试表明 。

酚醛树脂/蒙脱土纳米复合材料的制备及其泡沫的研究

采用原位聚合的方法将酸化的蒙脱土(H-MMT)与酚醛树脂(PF)进行复合,制成剥离型酚醛树脂/蒙脱土(PF/MMT)纳米复合材料和其泡沫体。用XRD和TEM对复合材料的结构进行研究,并对复合材料泡沫体的性能进行了测试。结果表明:H-MMT与酚醛树脂复合后能形成剥离型PF/MMT纳米复合材料,制成的泡沫中的MMT片层发生了取向化,形成了一种蒙脱土片层包裹气泡的结构,因此加固了气泡壁,提高了泡沫的压缩强度,降低了泡沫的掉渣程度。另外,由于蒙脱土片层的纳米效应,PF/MMT纳米复合材料的热稳定性也得到了提高。但是当H-MMT含量大于7%时,MMT片层就会有团聚现象,影响泡沫性能。

蒙脱土改性炭布/酚醛树脂纳米复合材料研究

利用有机蒙脱土改性酚醛树脂,采用透射电子显微镜(TEM)和X-射线衍射(XRD)研究蒙脱土在酚醛树脂中的剥离行为,制备蒙脱土改性炭布/酚醛树脂纳米复合材料并测试其热解性能、力学性能和烧蚀性能。实验结果表明,酚醛树脂与蒙脱土的相容性好,蒙脱土在酚醛树脂中完全剥离,蒙脱土改性炭布/酚醛树脂纳米复合材料的各项性能与纯炭布/酚醛树脂复合材料相比有不同程度的提高和改善。

剥离型酚醛树脂/蒙脱土纳米复合材料研究

用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)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。采用XRD、FTIR及TEM研究了有机蒙脱土及其在酚醛树脂中的剥离行为,制备了酚醛树脂/蒙脱土纳米复合材料并测试了其层间剪切性能和烧蚀性能。实验结果表明,经CTAB处理的蒙脱土与酚醛树脂具有良好的相容性,且CTAB的含量较多时所制得的有机蒙脱土的结构较好,根据Bragg方程计算,CTAB用量超过蒙脱土量50%时,蒙脱土的片层间距由原来的1.48 nm增加到2.33 nm;有机蒙脱土用量小于5%时生成完全剥离型酚醛树脂/蒙脱土纳米复合材料;与碳布增强酚醛树脂复合材料相比,碳布增强酚醛树脂/蒙脱土纳米复合材料的力学性能和烧蚀性能均有一定的提高和改善,层间剪切强度随蒙脱土含量的增多而增大,蒙脱土用量为15%时,层间剪切强度提高了27.1%,线烧蚀率在用量为3%时降低了48.5%,质量烧蚀率变化不明显。

酚醛树脂／蒙脱土纳米复合材料的制备及性能

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1.48 nm扩大到2.33 nm。采用X射线衔射仪研究了有机蒙脱土在酚醛树脂中的剥离行为,制备了酚醛树脂/蒙脱土纳米复合材料并测试了其层间剪切性能和烧蚀性能。实验结果表明,酚醛树脂与有机蒙脱土的相容性好,蒙脱土在酚醛树脂中完全剥离;酚醛附脂/蒙脱土纳米复合材料的层间剪切性能和烧蚀性能与纯酚醛树脂固化物相比有不同程度的提高和改善。

悬浮缩聚法制备酚醛树脂/蒙脱土纳米复合材料

采用悬浮缩聚方法在酸性催化剂作用下制备了酚醛树脂 /蒙脱土纳米复合材料。以三种不同的蒙脱土 :天然土、带有脂肪链季铵盐修饰蒙脱土和带有苯环基团的插层剂修饰的蒙脱土为原料制备了纳米复合材料 ,并考察了不同插层剂对纳米复合材料形貌的影响 ,发现带有苯环的插层剂修饰的蒙脱土与酚醛树脂的相容性更好 ;研究了固化过程对纳米复合材料形貌的影响 ,XRD和TEM的结果表明固化过程可以促进带有脂肪链季铵盐修饰的蒙脱土进一步剥离 ,对其他两类的影响不大 ;此外还用TGA研究了纳米复合材料的热性能。

原位悬浮聚合制备酸性酚醛树脂/蒙脱土纳米复合材料(英文)

在酸性催化剂作用下，采用悬浮聚合的方法制备了酸性酚醛树脂/蒙脱土纳米复合材料。XRD和TEM的实验结果表明该材料结构为部分剥离、部分插层型，即一部分蒙脱土被剥离为单层，而另一部分为几个片层的聚集体。

配位插层法制备酚醛树脂/蒙脱土纳米复合材料的性能研究

利用单体配位插层法制备酚醛树脂/蒙脱土纳米复合材料,并对不同蒙脱土含量的复合材料在软化点、粘结剪切强度和热稳定性方面与纯酚醛树脂进行比较.结果表明:当蒙脱土质量分数为2 %～5 %时,复合材料的软化点变化不明显;不同蒙脱土含量的酚醛树脂/蒙脱土纳米复合材料的粘结剪切强度均高于纯酚醛树脂;在温度低于300 ℃和温度高于400 ℃时复合材料在热稳定性方面均优于纯酚醛树脂.

纳米改性碳/酚醛树脂基复合材料性能研究

针对碳/酚醛树脂基复合材料层间剪切强度低的缺点,采用纳米填料进行改性。测试了2种纳米填料(纳米碳纤维、碳纳米管)改性后酚醛树脂的热解性能,研究了纳米填料对复合材料力学性能、烧蚀性能以及高温炭化后力学性能的影响,并观察分析了复合材料测试后的微观形貌。研究结果表明,纳米填料改性后,复合材料的力学性能、烧蚀性能均有所改善。其中,纳米碳纤维改性后复合材料的常温层间剪切强度达到24.9 MPa,氧乙炔线烧蚀率为22.75μm/s,质量烧蚀率为23.58 mg/s。纳米碳纤维表面粗糙,与树脂基体的界面强度高,因此其改性后的力学性能和烧蚀性能优于碳纳米管。

热塑性酚醛树脂基纳米复合材料的性能

用有机化改性的蒙脱土作为纳米粒子,通过原位聚合法制备了酚醛树脂基纳米复合材料;研究了蒙脱土纳米粒子对复合材料热稳定性、力学性能和特性粘数的影响。实验结果表明,纳米蒙脱土的加入提高了复合材料的热稳定性,且随纳米蒙脱土用量的增加而升高;蒙脱土质量分数为5%时,材料的冲击强度和流动性达到最佳。

环氧树脂/蒙脱土/2-己基-4-甲基咪唑纳米复合材料的固化行为

用动态扭振法研究了不同蒙脱土用量的环氧树脂/有机蒙脱土/2-己基-4-甲基咪唑纳米复合材料的等温固化过程。随固化温度的提高,凝胶化时间tg和达最大固化速率的时间ti缩短,固化速率加快,Avrami速率常数k增大。蒙脱土的加入加速了环氧体系的固化反应,但对表观活化能的影响不大,对纳米复合材料的形成过程没有特殊的影响。用非平衡态热力学涨落理论对纳米复合材料的固化作了理论预估,与实验固化曲线能很好地吻合。

纳米蒙脱土钢纤维树脂基复合材料的制备

以钢纤维、有机处理蒙脱土、天然花岗岩及环氧树脂为原料,采用不同制备工艺及固化工艺,制备钢纤维有机蒙脱土协同增强树脂基复合材料,并对其进行抗压强度实验及断口分析。结果表明,采用钢纤维有机蒙脱土协同增强环氧树脂,固化条件为120℃4 h后室温固化10 d,抗压强度可达89.8MPa,通过断口发现,裂纹沿钢纤维与树脂基体界面扩展,树脂基体通过蒙脱土强化,协同增强作用明显。

纳米无机填料改性酚醛树脂基防热复合材料烧蚀性能研究现状

树脂基体中共混纳米无机填料是提高酚醛树脂基复合材料烧蚀性能的一种有效途径,无机填料与酚醛树脂共混改性制备复合材料的工艺简单、成本低、改性效果明显,已成为重要的研究方向。本文对无机填料特别是纳米无机填料改性酚醛树脂基烧蚀材料的烧蚀性能研究进行了梳理,并对多种纳米填料改性复合材料的烧蚀机理研究进行总结归纳。

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。

丙烯酸树脂／蒙脱土纳米复合材料的制备研究

采用离子交换法,用十六烷基三甲基溴化铵对钠基蒙脱土(Na-MMT)进行改性制备了有机蒙脱土(OMMT)。用丙烯酸(AA)、硫酸化蓖麻油、乳化剂OP-10、过硫酸钾为原料进行水溶液聚合制得丙烯酸树脂。将丙烯酸树脂与改性蒙脱土通过聚合插层制备了丙烯酸树脂/蒙脱土纳米复合材料。通过傅立叶变换红外(FTIR)和X-射线衍射(XRD)等手段对复合材料的结构进行了表征,结果表明:丙烯酸树脂插层进入有机蒙脱土内可形成插层型或剥离型的纳米复合材料。蒙脱土含量及蒙脱土与丙烯酸树脂的反应温度、反应时间均对复合材料的剥离行为产生影响,在蒙脱土含量为树脂固含量的7%、温度为70℃、反应4h的条件下可得到完全剥离的纳米复合材料。

天然橡胶/固相改性钙基蒙脱土纳米复合材料的结构与性能

采用固相改性方法对钙基蒙脱土进行了有机改性,通过机械混炼法插层制备了天然橡胶/蒙脱土纳米复合材料。利用X射线衍射仪(XRD)和透射电镜(TEM)表征了纳米复合材料的结构和形态,通过硫化仪和表观交联密度研究了橡胶与蒙脱土的相互作用,同时考察了不同偶联剂改性的蒙脱土/天然橡胶复合材料的静态力学性能和动态力学性能。研究结果发现:有机蒙脱土不但对天然橡胶具有很好的促进硫化作用,而且具有明显的补强效果,可大幅度提高材料的力学性能,同时改善天然橡胶动态力学性能。

含羧基有机蒙脱土/天然橡胶纳米复合材料的结构与性能

通过蒙脱土与酸化椰油酰胺基丙基甜菜碱(CAB)进行正离子交换,制备了含羧基的有机蒙脱土(OMMT),用OMMT与天然橡胶(NR)复合制得插层型纳米复合材料。对OMMT的结构进行了表征,研究了OMMT对NR/OMMT纳米复合材料结构与性能的影响。结果表明,酸化CAB溶液改性OMMT的层间距较蒙脱土改性者有较大幅度的增加;少量OMMT可改善NR的拉伸强度和扯断伸长率,同时维持较低的拉伸永久变形;OMMT对复合材料的硫化表现出促进作用,但其含量对复合材料的硫化特性影响不大。