碳纤维增强木质素基酚醛树脂复合材料的制备及其性能

采用碱催化酚化的方式增加木质素反应活性以替代苯酚,用于制备酚醛树脂及碳纤维增强木质素基酚醛树脂复合材料,探讨了碱催化酚化工艺条件对木质素结构的影响,表征了不同取代比的木质素基酚醛树脂的结构,以及碳纤维增强木质素基酚醛树脂复合材料的形貌和力学性能。结果表明:经碱催化酚化的木质素反应活性明显增加,最佳工艺条件为温度90℃,时间90 min,碱用量4%(w);木质素基酚醛树脂与传统酚醛树脂结构相似,当木质素替代率为30%(w)时,可获得弯曲性能和层间剪切强度高的碳纤维增强木质素基酚醛树脂复合材料。

高压电场处理杉木与脲醛/酚醛树脂的胶合界面性能及其机理

基于高压电场处理方法,研究了杉木和胶黏剂活化程度、脲醛/酚醛树脂反应行为、动态润湿行为以及木质复合材料的胶合性能等.结果表明,在高压电场作用下,杉木与胶黏剂活化程度、脲醛/酚醛树脂交联反应程度均显著提高,两种树脂的活化程度差异性主要由官能团类型、分子排布形式和极化程度不同引起.高压电场作用下,脲醛和酚醛树脂在杉木表面的吸收率分别降低了25.33%和24.21%,其复合材料的胶合界面强度分别提高了70%和28%.这主要是由于杉木和胶黏剂分子的活化、极化程度提高,增加了胶黏剂与杉木之间化学反应位点,使胶黏剂在杉木表面的扩散和渗透行为随之改变,进而提高了交联程度.

二次喷雾造粒法制备石榴结构硅碳负极材料

为进一步优化多孔类核壳结构硅碳负极材料的制备方法,通过“两步喷雾造粒、一步碳化成型”法制备出了具有石榴结构状的锂离子电池硅碳负极材料。采用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microsope,SEM)和热重分析(thermogravimetric analysis,TGA)等方法对材料的物理性质进行了表征。为提升复合材料的导电性与结构稳定性,提升其充放电性能,将碳纳米管(canbon nano tube,CNT)导电剂与鳞片石墨与复合材料进行了复合,得到了Si@Pore-C/CNT/G@C复合材料。该材料在0.1 C的电流密度下,在50次充放电循环后具有高达95.6%的容量保持率,并且在经过97次较长循环后仍具有82.8%的容量保持率。所提出的制备方式简单高效,具有量产的潜力,无需使用酸碱刻蚀或其他牺牲模板,是一种绿色、高效的制备方案。

剑麻纤维/酚醛树脂复合材料研究

本文采用碱处理、硅烷偶联剂处理、化学接枝和热处理等物理化学方法，对剑麻纤维进行改性。研究了改性后短剑麻纤维／酚醛树脂复合材料的弯曲性能、无缺口冲击强度和布氏硬度，借助扫描电子显微镜观察了复合材料的弯曲断口形貌，并研究了剑麻纤维的不同处理方法对复合材料耐水浸泡性的影响。结果表明：剑麻纤维经硅烷偶联剂处理后，能有效改善刚性的剑麻纤维与脆性的酚醛树脂基体之间的粘结，从而提高了复合材料的综合力学性能，剑麻纤维改性后，对降低复合材料吸水性效果最好的方法是接枝丙烯酸，其次是用硅烷偶联剂处理。

剑麻纤维/酚醛树脂复合材料的动态力学性能、力学性能和热性能

采用碱处理方法对剑麻纤维(SF)进行处理、细化,通过模压成型制备剑麻纤维/酚醛树脂(SF/PF)复合材料。采用动态力学(DMA)、力学性能、热膨胀性能等测定研究了剑麻纤维的加入量对复合材料的动态力学性能、冲击强度、弯曲强度、弯曲模量、比强度、比模量、耐磨性能、热膨胀性能的影响,用扫描电镜(SEM)观察了材料冲击断面和磨损面的形态。结果表明,制得的SF/PF复合材料的α转变温度提高,贮存模量提高,材料的力学性能和耐磨性得到显著改善,加入SF的复合材料的冲击断裂面出现明显的纤维拔出形态,材料的磨损面呈现粘着磨损特征形态。

木质素酚醛树脂的研究进展

综述酚醛树脂发展史、种类、合成机理及进展,由于木质素分子中有酚羟基和醛基,因此使用木质素既可改善胶粘剂的性质,又可节约苯酚的用量,降低甲醛释放量,达到废物利用与保护环境的目的。重点论述了新型改性酚醛树脂的研究进展,尤其木质素改性酚醛树脂,并对新型酚醛树脂复合材料的发展方向和前景作了展望。

剑麻纤维素微晶/酚醛树脂复合材料的力学性能和摩擦性能

采用3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH550)对自行制备的剑麻纤维素微晶(SFCM)进行表面改性,采用双螺杆挤出机对SFCM与酚醛树脂(PF)进行熔融共混,采用模压成型方法制备SFCM/PF复合材料。研究不同SFCM含量的SFCM/PF复合材料的力学、摩擦学性能,并采用扫描电镜(SEM)观察磨损面的形貌。结果表明,SFCM的加入能有效提高复合材料的力学性能和摩擦性能,当SFCM含量为6%时,复合材料的冲击强度提高了55.56%,SFCM含量为4%时,复合材料的弯曲强度提高了31.37%;SEM观察发现,改性后的SFCM为微纤维形态,径向尺寸为10μm;热重分析表明,改性SFCM初始分解温度比剑麻纤维提高了60℃。

表面处理方法对剑麻纤维/酚醛树脂复合材料性能的影响

分别采用碱、硅烷偶联剂、阻燃剂对剑麻纤维(SF)进行表面处理,采用模压成型工艺制备了SF/酚醛树脂(PF)复合材料。研究了SF表面处理方法对SF/PF复合材料的摩擦磨损性能、力学性能、吸水性的影响,借助扫描电镜观察了复合材料磨损面的形貌。结果表明:SF经阻燃剂处理后,SF/PF复合材料的磨损体积为0.00053cm3,比未处理的SF/PF复合材料减少了77.2%;SF经硅烷偶联剂处理后,SF/PF复合材料的冲击强度、弯曲强度分别比未处理的SF/PF复合材料提高18.7%、15.4%,且耐水性也有一定改善。

室温碱处理对苎麻纤维及其复合材料性能的影响

以苎麻纤维为增强相 ,酚醛为基体 ,研制短纤维增强复合材料 ,对苎麻在碱处理下的复合材料力学性能进行了测试和分析 ,并对断口进行扫描电镜观察。结果发现 :室温碱处理使苎麻纤维溶胀提高纤维的拉伸强度、拉伸模量和韧性 ,改善与酚醛树脂的界面结合 ,提高复合材料的力学性能。碱处理可溶胀纤维增大纤维孔腔 ,有利于填入其他材料使纤维成为复合纤维。

硅烷偶联剂处理对剑麻及其复合材料性能的影响

用KH -550硅烷偶联剂对剑麻纤维 (SF)进行表面处理 ,再制备剑麻/酚醛树脂复合材料 ,研究了SF表面处理对复合材料性能的影响 ,探讨了复合体系的界面粘合性 ,并借助偏光显微镜 (POM)和扫描电子显微镜 (SEM)观察了复合材料的形态结构。结果表明 ,经过KH -550硅烷偶联剂处理后 ,复合材料的界面粘合性较好 ,提高了其综合性能。

树脂基纤维增强摩阻材料研究进展

综述了国内外目前树脂基纤维增强摩阻材料的研究进展 ,主要介绍了树脂基摩阻材料的摩擦学特性及摩擦磨损机理 ;树脂基体的改性研究成果 ,归纳了填料种类对摩阻材料摩擦学特性的影响。对常用的增强纤维性能作了对比 ,尤其是对天然植物剑麻纤维及其增强材料特性作了总结。笔者首次研究了剑麻纤维增强汽车刹车片 ,认为将剑麻纤维应用于摩阻材料将会是一个新的研究热点。

蒸汽爆破处理对剑麻纤维/酚醛树脂复合材料力学性能的影响

采用经蒸汽爆破处理的剑麻纤维(SF),通过模压成型制备SF/PF共混复合材料,研究了SF用量、SF与玻璃纤维(GF)的配比对SF/PF复合材料力学性能的影响。结果表明:当SF用量为10%～15%、SF/GF质量配比为1/1时,SF/PF复合材料的各项力学性能都有所提高,耐磨损性能提高尤为显著;POM和SEM的观察结果表明,蒸汽爆破处理后的剑麻纤维,与基体材料的结合作用得到了明显改善。

高交联密度酚醛树脂的合成

以较高的甲醛 (F) /苯酚 (P)比 (物质的量之比 ) ,采用复合催化剂可以得到高交联密度酚醛树脂。树脂合成过程中应严格控制温度 ;F/P比在 1 6和 1 8时 ,合成反应过程平稳 ,且可以提高酚醛树脂炭化率和玻璃纤维 /酚醛树脂复合材料的抗烧蚀性能。适当的催化剂可以缩短反应时间。

热固性耐磨聚合物及其复合材料的研究现状

介绍了聚合物及其复合材料特有的磨粒磨损、冲刷磨损和粘着磨损机理,并对酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯、交联型聚酰亚胺等几种热固性聚合物及其复合材料的摩擦学性能、研究现状及发展趋势进行了评述。

改性氮化铝/三元乙丙橡胶复合材料导热性能和力学性能的研究

选用三元乙丙橡胶（EPDM）为基胶，氮化铝（A1N）为导热填料，通过酚醛树脂（PF）对氮化铝进行表面改性处理，增加其在橡胶基体中的分散性。利用接触角和TGA测试表征改性效果。将改性前后的氮化铝分别填充到三元乙丙橡胶中，研究酚醛树脂改性氮化铝对复合材料的导热性能及力学性能的影响规律。结果表明：改性后氮化铝表面自由能均减小，氮化铝表面包覆了有机基团，减弱了其在橡胶基体中的团聚作用。热分解曲线可以说明，3种改性配比（1#～3#，m（PF）：m（A1N）=1：5，1：4，1：3）氮化铝的酚醛树脂包覆量为1#〈2#〈3#，填充改性后氮化铝的复合材料导热性能均有不同程度的提高，而力学性能均有所降低。综合考虑，酚醛树脂改性氮化铝的最佳质量配比为m（PF）：m（A1N）=1：4。

高邻位羟甲基含量的酚醛胶粘剂制备及其性能研究

通过氢氧化钡和氢氧化钠复合催化、间苯二酚改性的两步甲醛加入法工艺制备了低游离醛、高邻位羟甲基含量的酚醛胶黏剂.采用正交试验设计考察了甲醛与苯酚摩尔比、氢氧化钡用量、氢氧化钠用量和反应时间对制备的酚醛胶黏剂游离醛、游离酚和羟甲基含量的影响,确定了优选制备工艺条件:甲醛与苯酚的摩尔比为1.7∶1,氢氧化钡质量浓度为3.0%、氢氧化钠质量浓度为2.0%、反应时间为2.0h,得到的酚醛胶黏剂游离醛、游离酚含量分别为0.298%、4.192%,羟甲基含量为36.29%.

离子液体与杉木粉对酚醛胶粘剂性能的影响

制备了离子液体/杉木粉/酚醛树脂的复合胶粘剂,用DSC、FTIR和TGA分别对其固化温度、化学结构及热稳定性进行测试分析,研究了木粉和离子液体对复合胶粘剂性能的影响。结果表明,木粉能有效降低胶粘剂的游离醛含量,离子液体可以大幅度提高胶粘剂的胶合性能。与普通酚醛胶相比,当离子液体与木粉质量比为10:1时,复合胶粘剂游离醛从1.76%降低到0.24%,拉伸剪切强度从2.16 MPa提高到5.39 MPa,且固化后不龟裂,透明度较高。TGA结果表明复合胶的热分解温度提高,但残碳率降低。分析了被离子液体溶解的木粉对游离醛的捕捉作用及离子液体对胶合性能的贡献。

碱处理对酚醛树脂/剑麻纤维复合材料性能的影响

用碱处理方法对剑麻纤维(SF)进行表面改性,再与酚醛树脂(PF)混合、塑炼、模压成型,制备了PF/SF复合材料,对其冲击强度、弯曲强度、耐磨性、吸水性及热性能进行测试,借助偏光显微镜和扫描电子显微镜观察、分析了复合材料的形态结构。结果表明,经碱处理的SF提高了PF/SF合材料的综合性能,其原因与界面作用得到加强有关。

脲醛树脂/废弃剑麻纤维复合材料的制备

将碱处理的废弃剑麻纤维(WSF)分别用偶联剂、乙酸处理后与自制的脲醛树脂(UF)共混,制得UF/WSF复合材料,测试了该复合材料的冲击强度、弯曲强度、耐磨性能、电绝缘性、吸水性、热分解温度等。研究结果表明,WSF的处理方法对UF/WSF复合材料的冲击强度、弯曲强度、耐磨性有较大影响,对电绝缘性、吸水性、热分解温度影响较小,其中采用乙酰化处理的复合材料性能最好,其弯曲强度、耐磨性、热分解温度、吸水性及电绝缘性都超过了UF/木粉复合材料。

中温固化高邻位酚醛树脂胶粘剂制备与性能研究

以Ba(OH)2/NaOH为复合催化剂,采用两步加入甲醛法合成了高邻位PF(酚醛树脂)胶粘剂;然后以间苯二酚为改性剂,比较了不同n(甲醛)∶n(苯酚)配比、催化剂用量和反应时间等对PF胶粘剂性能的影响。结果表明:当反应时间为2.0 h、n(甲醛)∶n(苯酚)=1.7∶1.0,w(NaOH)=2.0%、w(Ba(OH)2)=3.0%和w(间苯二酚)=10.0%(均相对于苯酚质量而言)时,所得产物的性能相对较优;催化剂Ba(OH)2的引入,能有效提高邻位羟甲基含量、降低固化温度和加快固化速率;间苯二酚的引入,可有效加快PF胶粘剂的固化反应。