DQS-1催化剂在EPS30R树脂生产中的应用

采用DQS-1催化剂,在Spheripol工艺(含气相釜)装置上进行了抗冲共聚聚丙烯EPS30R树脂的生产,考察了DQS-1催化剂的立构定向能力、氢调敏感性及乙丙段序共聚性能,并对生产的树脂产品进行了^(13)C NMR、AFM和力学性能表征。实验结果表明,使用DQS-1催化剂,可减少外给电子体用量33%(w)以上,降低环管加氢量11%(w)以上,显示出DQS-1催化剂高的立构定向能力和良好的氢调敏感性;DQS-1催化剂具有优异的乙丙段序共聚能力,生产中共聚气相釜具有低的聚合压力,制备的抗冲共聚聚丙烯树脂EPS30R中,乙烯在主链上的分散度高,分散相与基体的界面张力小、相容性好,树脂产品具有良好的抗冲击性和刚韧平衡性。

丁腈橡胶和聚乙二醇增韧环氧树脂制备胶粘剂及性能研究

本文在加热下环氧树脂(Polyethylene Glycol, EP)开环与端羧基丁腈橡胶(carboxyl-terminated Butadiene acrylonitrile, CTBN)与发生酯化反应生成预聚物,然后选用单一固化剂聚醚胺(Polyetheramine, D400)和混合固化剂聚乙二醇(Polyethylene Glycol, PEG,Mn=2000)与二乙基甲苯二胺(Diethyltoluene diamine, DETDA)作用下固化及粘接木块。重点探讨CTBN、EP、D400和PEG与DETDA各组成的用量对环氧树脂基粘胶性能的影响,并通过红外判定主要官能团反应,重点探讨胶粘固化物的润湿性、吸水性、拉伸强度和热重手段评价其环氧树脂粘胶性能。结果表明随着CTBN用量的增加,增韧环氧树脂的固化效果越来越好,但是增加到一定程度,有副反应的作用导致其固化效果与粘性都会逐渐降低。结论:对固化物进行表征综合评价,CTBN、EP和固化剂的质量比为1∶5∶2时,其粘性最强,韧性最高,进一步研究有望获得市场欢迎的产品。

APP@MOFs核-壳结构型阻燃剂制备及其在环氧树脂中的应用研究

采用微胶囊改性技术,以高效阻燃剂聚磷酸铵(APP)为内核、多功能金属有机框架材料(ZIF-8)为外壳,合成了新型核-壳结构型阻燃剂(APP@ZIF-8),并将其用于环氧树脂(EP)中制备阻燃复合材料,通过一系列测试分析来表征APP@ZIF-8的结构特征、评估其耐水性能,并采用锥形量热仪法研究了EP复合材料的阻燃、抑烟减毒性能。结果表明:经ZIF-8的包裹实现了APP溶解度降低、耐水性能显著提升;掺入10 wt%的APP@ZIF-8后,EP复合材料的热释放速率峰值(pHRR)、烟气释放速率峰值(pSPR)和CO释放速率峰值(pCOP)较纯EP分别降低了61.3%、43.6%和60.5%,使EP复合材料的阻燃性能和抑烟减毒性能均得到提升,这主要得益于APP@ZIF-8在燃烧过程中促进了致密炭层的形成(残余炭量较纯EP提高了367.1%),抑制了可燃产物和毒性烟气的扩散,此项工作为环氧树脂的阻燃改性提供了一种新思路。

碳纤维增强环氧树脂复合板材的制备及其各向异性传热和弹性变形行为

采用模压成型技术制备了太阳能电池阵用碳纤维增强环氧树脂(CF EP)复合板材,并通过光学显微镜、SEM及XRD对其宏观、微观结构进行表征。基于多物理场耦合计算软件Comsol建立了CF EP复合板的固体传热数值模型,借助曲线坐标系转换算法揭示了热量于复合板碳纤维中优先沿纤维轴向传导,进而解释了碳纤维对CF EP复合板导热性能提升的作用机制。并基于有限元计算软件Abaqus,建立了CF EP的轴向应力-应变模型。研究发现在CF EP的弹性变形过程中,沿平行于应力方向排列的碳纤维承担了绝大部分应力,且当应变率升至1%时,轴向碳纤维的内部应力最高可达54.1 MPa。

MXene@PANI纳米杂化物对环氧树脂火灾安全性的影响

为改善聚合物的火灾安全性,通过氢键相互作用制备了MXene@PANI纳米杂化物,并将其添加到环氧树脂(EP)中,对纳米杂化物在EP中的分散性及其对EP阻燃性能和减毒性能的影响进行了研究,分析了EP复合材料的阻燃机理。结果表明:纳米杂化物能在EP基体中均匀分散;纳米杂化物的加入有效延缓了EP复合材料的热降解,提高了残炭量;EP复合材料的热释放速率峰值(pHRR)、总热释放量(THR)相对纯EP分别降低了22%和10.1%,有毒气体的释放速率也明显降低,表现出更好的火灾安全性;火灾安全性的提升主要归因于二维纳米材料的迷宫效应、MXene和PANI的催化成炭作用以及PANI受热时生成不可燃气体。

聚氨酯对环氧树脂改性沥青及混合料性能影响研究

为研究不同用量(20%、30%、40%)聚氨酯(PU)对于环氧树脂(EP)改性沥青及其混合料性能的影响,通过拉伸试验、动态剪切流变和低温弯曲流变试验分析了PU/EP复合改性沥青性能,并利用车辙试验、低温弯曲试验和浸水马歇尔、冻融劈裂试验探讨了复合改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性,并以不掺PU的环氧沥青和4%SBS改性沥青混合料为对照组。试验结果表明,加入PU将会降低改性沥青的抗拉强度、车辙因子,但同时提高了沥青的柔韧性和低温性能;加入一定量的PU虽然降低了沥青混合料的高温抗车辙变形能力,但依然远大于4%SBS改性沥青混合料,此外PU加入后明显改善了沥青混合料的低温抗裂性和抗水损害性能。综合各方面性能,建议PU用量为30%~40%。

多壁碳纳米管/环氧树脂纳米复合材料的摩擦磨损性能研究

采用浇铸法,利用超声分散制备了多壁碳纳米管(MWNTs)/环氧树脂(EP)纳米复合材料,研究了MWNTs的添加量及分散程度对复合材料表面形貌和摩擦磨损性能的影响,并探讨了影响MWNTs/EP复合材料摩擦磨损性能的因素.结果表明:随着MWNTs加入量的提高(1%～4%),复合材料的摩擦系数和磨损率均呈现降低趋势,摩擦系数由0.60降到0.22,磨损率由1.11×10-4mg/(N·m)降为2.22×10-5mg/(N·m);在MWNTs添加量(1%)相同的情况下,MWNTs分散程度高的复合材料的摩擦性能更好.纯环氧树脂与45#钢对摩时发生粘着磨损和疲劳剥落,而由于MWNTs的增强和自润滑作用,MWNTs/EP复合材料的粘着磨损和疲劳剥落显著减轻.

PPE/EP体系的形态、固化行为和耐热性研究

用等温差示扫描量热法和红外光谱(FT-IR)研究了聚苯醚(PPE)/环氧树脂(EP)体系的固化反应,得出了固化反应程度与反应时间的关系曲线,结果表明在所研究的温度范围内,等温固化温度越高,PPE/EP体系的反应速率越快,最终的反应程度越高。红外的研究结果表明,在180℃固化2h后,EP不能固化完全,这是由于在固化过程中,伴随着体系的凝胶及EP分子量的逐步增加,引起体系的粘度增大所致。采用扫瞄电子显微镜和综合热分析仪,分别研究了PPE/EP混合物固化材料的形态和耐热性。研究结果表明在PPE/EP体系中加入TAIC(triallylisocyanurate)可有效地提高体系的耐化学药品性,但体系的耐热性也将随着TAIC的加入降低;PPE/EP混合物的耐热性随着PPE含量的增加而提高。

采用微波技术制备玻璃化温度渐变的EP/PU梯度功能材料

采用微波固化技术,制备了环氧树脂/聚氨酯梯度功能材料(EP/PU)FGM。分别采用扫描电镜(SEM)和傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)对该梯度材料的形貌、结构进行了表征;并对材料的玻璃化转变温度和机械性质进行了测定。该FGM厚11·2mm,PU和EP层分别为2mm,过渡部分每层约为1mm。沿梯度方向,弹性模量变化范围可从0·069GPa到3·2GPa,玻璃化转变从160℃到-54℃,拉伸强度沿梯度方向也呈现渐变,从4·65MPa到64·8MPa。

纳米材料改性环氧树脂的研究进展

综述了国内外纳米材料改性环氧树脂(EP的研究现状。介绍了不同纳米材料对EP复合材料力学性能、热性能、电磁性能等的影响。重点介绍了碳纳米管和无机纳米粒子如蒙脱土、TiO2、SiO2、Al2O2等对EP的改性。探讨了纳米材料在改性EP时存在的问题,并对纳米材料改性EP的趋势作出展望。

二缩水甘油乙醇胺封端聚氨酯/环氧树脂胶粘剂的研制

以二缩水甘油乙醇胺(DGEEA)作为端-NCO型PU(聚氨酯)预聚体的封端剂,合成了具有高反应活性的GAPU(端缩水甘油胺型聚氨酯)。采用红外光谱(FT-IR)法对其结构进行表征,应用滴定分析法确定了中间产物和目标产物的羟值、环氧值和-NCO值,考查了不同柔性链段对产品力学性能的影响。结果表明:间苯二甲胺(m-XDA)作为EP/GAPU体系的固化剂,具有相对最好的固化效果;当多元醇为聚四氢呋喃醚二醇(PTMG-1000)时,PTMG-1000-GAPU/m-XDA体系的综合力学性能较好,其剪切强度为8.28 MPa,剥离强度为1.52 kN/m。

CNT/EP复合材料应变传感器的实验研究

将碳纳米管(CNT)均匀分散在环氧树脂(EP)基体中,在一定温度下固化后可制得CNT/EP导电复合材料,其导电率随CNT含量的升高而升高。通过实验研究CNT/EP复合材料拉伸应变与其电阻之间的关系,将CNT/EP复合材料制成片状贴附于有机玻璃板材拉伸试样上,采用CMT-05型万能拉伸试验机对其进行拉伸试验,同时使用LCR测试样品的实时电阻。实验显示,复合材料薄片的电阻随应变的增加而增大,但增大的幅度与CNT含量有关,因此,可以利用CNT/EP复合材料薄片的这种力-电特性制造应变传感器。研究表明,试制的CNT含量为0.2%的复合材料应变传感器灵敏度最好,可比传统箔式应变传感器的灵敏度高5倍以上。

环氧树脂/聚氨酯梯度聚合物的弯曲性能研究

考察了不同层数的环氧树脂/聚氨酯(EP/PU)梯度聚合物弯曲性能,采用有限元法分析了材料在弯曲状态下的应力分布,从理论上解释了EP/PU梯度材料弯曲性能的试验结果,并与相同组成的均质材料进行了比较。研究发现:EP/PU梯度材料的弯曲强度和模量随梯度层数的增加而增加,当梯度层数超过5层以后,EP/PU梯度材料的弯曲强度高于相同组成的均质材料。有限元分析结果表明:在EP/PU梯度材料中,应力的分布与各层材料承受的强度相匹配,即应力大的部位材料的强度也越大。梯度层越多,各层之间强度变化越小,应力变化越为缓和,且应力分布与材料强度之间匹配越好,在受外力时,材料断裂强度越高。梯度材料中应力分布方式的理论计算结果很好的解释了实测的各种梯度材料强度变化规律。

新型烷基次膦酸复盐的合成及其在环氧树脂中的应用

以甲基环己基次膦酸(MHP)和Na OH反应,然后与金属化合物成盐得到甲基环己基次膦酸铝/铁复盐(Al Fe(MHP))。采用FTIR、XRF及XRD等技术表征其结构。作为阻燃剂应用于环氧树脂(EP)后,对复合材料的燃烧性能及热稳定性进行初步探讨。结果表明,当阻燃剂添加量(质量分数)为10%时,EP的极限氧指数(LOI)从19.8%提高到28.4%,垂直燃烧测试达到UL94 V-0级别。热重分析显示Al Fe(MHP)的热稳定性良好,燃烧性能测试证实Al Fe(MHP)对复合材料的热释放速率(HRR)抑制作用明显。

氮化硅/碳纤维/环氧树脂复合材料的制备研究

采用高温模压成型法制备氮化硅/碳纤维/环氧树脂导热复合材料(SiN/CF/EP)。研究了34SiN用量和表面改性对SiN/CF/EP复合材料导热性能、导电性能和力学性能的影响。结果表明,复合材料3434的导热性能随SiN质量分数的增加而增大,当SiN质量分数为40%时,导热率为1.02W/mK;而3434SiN/CF/EP复合材料的导电率随SiN质量分数的增加而呈线性降低;力学性能则随SiN质量分数的增加先343434增大后降低。表面改性有助于进一步提高SiN/CF/EP复合材料的导热性能和力学性能。

浅谈VPI浸渍树脂的质量控制

本文简要地介绍了我公司在使用VPI树脂EPE19时所采用的保护措施及测试方法。

纳米α–Fe2O3协同膨胀阻燃EP材料的阻燃和抑烟性能

使用原位聚合的方法制备含α–Fe_2O_3的磷酸季戊四醇三聚氰胺盐(PPMS–Fe_2O_3),并对其结构和性能进行表征。利用傅立叶变换红外光谱、热重分析(TG)、锥形量热仪测试和烟密度实验研究PPMS–Fe_2O_3对EP树脂阻燃和抑烟性能的影响。结果表明:PPMS–Fe_2O_3的阻燃和抑烟效果随纳米α–Fe_2O_3增加呈现先增加后降低的趋势,其中PPMS–5%Fe2O3试样的阻燃及抑烟性能最佳。此外,相同添加量下的PPMS–Fe_2O_3纳米复合材料相比于PPMS与纳米α–Fe_2O_3的物理共混物具有更好的阻燃和抑烟效率。TG分析表明,添加适量的纳米α–Fe_2O_3能显著提高PPMS在EP树脂中的热稳定性和成炭性能,其中PPMS–5%Fe_2O_3阻燃EP树脂的热稳定性和成炭能力最佳。炭层分析表明,α–Fe_2O_3在燃烧过程中能促进形成更多的P—N—C和P—O—C网状交联结构,以增强炭层致密性,进而达到较好的协效阻燃和抑烟作用。

功能化纳米SiO2改性环氧树脂复合材料及其摩擦磨损行为与机制

运用共价官能化技术,实现纳米SiO2表面接枝3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)改性(T-SiO2),并制备功能化纳米SiO2改性环氧树脂复合材料(T-SiO2/EP),分析改性后纳米SiO2表面官能团和化学元素的变化规律,测试T-SiO2/EP的主要力学性能,研究其在干摩擦条件下的摩擦磨损行为与机制。结果表明:功能化纳米SiO2的引入,有效改善了环氧树脂的力学与摩擦学性能,且当功能化纳米SiO2含量为2%时(质量分数,下同),环氧复合材料(2%T-SiO2/EP)的显微硬度和断裂韧度均达到最大值(70.2HD和1.02MPa·m^1/2),并具有优异的减摩耐磨性能。干摩擦条件下,2%T-SiO2/EP复合材料的摩擦因数和磨损失重分别为0.49和1.7mg,较纯环氧树脂分别降低了31.9%和34.6%,较未改性纳米SiO2增强的环氧树脂复合材料(U-SiO2/EP)分别降低了14%和10.5%,并对相应的磨损机理进行了分析。

改性β-CD的制备及其阻燃环氧树脂研究

为了制备单分子阻燃剂,以提高环氧树脂(EP)的阻燃性能,首先使用季戊四醇(PER)与三氯氧磷(POCl3)反应得到磷酸酯二酰氯(SPDPC),然后用不同量的SPDPC改性β-环糊精(β-CD);将制备的改性环糊精(mβ-CD)应用于EP(添加量为EP质量的25%)中,制备EP/mβ-CD复合材料。结果表明:β-CD与SPDPC的摩尔比例为1∶8时制备的mβ-CD与EP基体相容性较好,此mβ-CD使EP材料在N2氛围的炭渣量从15.3%提高到26.7%;EP氧指数从19.5%提高到28.2%;复合材料的垂直燃烧等级达到V-0级别,热释放总量(THR)、热释放速率峰值(PHRR)相较于纯EP分别降低了50.4%、47.9%,烟生成速率峰值(PSPR)和总生烟量(TSP)相较于纯EP分别降低了12.5%、52.8%;添加此mβ-CD的EP/mβ-CD复合材料形成了强度更高的炭层。