HTPB液体橡胶/纳米SiO2协同增韧环氧树脂的研究

为了解决单一材料改性环氧树脂(EP)综合性能不足的问题，采用端羟基聚丁二烯(HTPB)和纳米二氧化硅(SiO₂)对EP进行协同改性。结果表明：HTPB的端羟基和纳米SiO₂表面的硅羟基可以与树脂基体的环氧基团反应，形成良好的界面结合。HTPB可以显著提升EP的韧性，但增强作用有限，且耐热性较差。纳米SiO₂能够起增强、增韧作用，同时也具有很好的热稳定性，但增韧效果不如HTPB。采用两者共同改性EP，具有很好的协同增强增韧效果。当HTPB添加量为3份、纳米SiO₂添加量为1份时，复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度相比于未改性EP，分别提升52.3%、54.0%和106.5%。添加HTPB和纳米SiO₂后，复合材料相比纯EP具有更低的介电常数。     

纳米SiO2/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SiO₂,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SiO₂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SiO₂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SiO₂提高了53.3%,水接触角也从93.3°提高到104.76°,并且添加纳米SiO₂之后复合材料的耐磨损性能也随之增强。     

无规共聚聚丙烯/纳米二氧化硅复合材料的制备与性能研究

采用熔融共混法制备了无规共聚聚丙烯/纳米二氧化硅（PP?R/SiO₂）复合材料,并通过电子万能拉伸试验机、差示扫描量热仪（DSC）、偏光显微镜（PLM）和扫描电子显微镜（SEM）等对复合材料的力学性能、结晶热力学、结晶形态和微观形貌进行了表征。结果表明,加入纳米SiO₂可以提高PP?R的结晶温度及熔融温度,使之从纯PP?R的93 ℃和141.6 ℃提高到105.6 ℃和142.8 ℃;纳米SiO₂在复合材料中起到异相成核的作用,可以提高结晶速率并细化晶粒,从而提高复合材料的冲击强度;当纳米SiO₂含量为2 %（质量分数,下同）时,复合材料在-15 ℃下的冲击强度达到最大,较纯PP?R提高了2倍多;当纳米SiO₂含量为1 %时,复合材料在23 ℃下的冲击强度达到最大,较纯PP?R提高了近2倍;同时,复合材料的弯曲强度、拉伸强度和断裂伸长率也有所提升。     

木质素基二氧化硅复合纳米颗粒的制备及在高密度聚乙烯中的应用

针对目前木质素基SiO₂复合纳米颗粒聚集严重及木质素负载量低,难以应用的现状,以碱木质素为主要原料,先通过磷酸化改性制备磷酸化碱木质素,再利用酸析共沉法将1.2份磷酸化碱木质素与1份纳米SiO₂(均为质量份)复合制备了木质素-SiO₂复合纳米颗粒,并探究复合颗粒对高密度聚乙烯(HDPE)力学性能的影响。FT-IR、XPS、TEM、TG和静态接触角测试结果表明,木质素主要以氢键作用与SiO₂结合;与原料二氧化硅相比,复合颗粒的粒径从25 nm增加到40 nm,聚集程度明显减弱;复合纳米颗粒中木质素占47%(质量分数);表面的疏水性增强,有利于复合颗粒在高密度聚乙烯中均匀分散,显著提高了HDPE的拉伸强度。与碱木质素/HDPE复合材料相比,木质素-SiO₂复合纳米颗粒/HDPE复合材料的拉伸强度和断裂拉伸率分别提高了48.68%和73.57%。     

新型环氧树脂增韧稀释剂的性能研究

采用国产669环氧稀释剂与聚氨酯预聚物反应合成了含有端环氧基聚醚氨酯的环氧树脂增韧稀释剂(U669)。将该化合物与环氧树脂(E51)共混,并分别采用氰乙基化己二胺和593#固化,通过力学性能测试,研究了U669含量对固化物性能的影响,并采用扫描电镜观察了断面微观结构。结果发现:其固化物具有海岛结构;2种固化体系的剪切强度在E51/U669质量比为60/40时达到极值,分别为21.91MPa和16.21MPa;采用593#作固化剂,在E51/U669质量比为80/20时,共混固化物的拉伸强度和弯曲强度达到最大值62.63MPa和97.37MPa;采用氰乙基化己二胺固化的体系的断裂伸长率和冲击性较593#固化体系好,其最大断裂伸长率达120.98%,当U669质量分数大于50%时,固化物具有弹性体的特征。     

PVA/nano-SiO2原位聚合薄膜性能的研究

采用溶胶-凝胶与原位聚合技术,制备了不同纳米二氧化硅（nano-SiO₂）含量的聚乙烯醇/二氧化硅（PVA/SiO₂）杂化薄膜。研究了纳米颗粒的引入对PVA/SiO₂薄膜热学和力学性能的影响。结果表明:SiO₂含量较低时只降低PVA/SiO₂结晶度,而含量较高时结晶度和结晶尺寸均降低;SiO₂的加入拓宽了PVA的玻璃化转变温度（T_g）范围,提高了PVA的热稳定性;PVA/SiO₂的拉伸强度、拉伸模量得到增强,而断裂伸长率则呈下降趋势。SiO₂质量分数为5%时,PVA/SiO₂薄膜的综合性能最佳。     

模拟地热水中微/纳米SiO2环氧涂层耐蚀阻垢性能研究

采用硅烷偶联剂(KH550)对微纳米SiO₂颗粒进行改性,将改性后的微纳米SiO₂颗粒添加到环氧树脂涂层,得到微纳米SiO₂/环氧复合涂层。利用傅里叶红外光谱仪(FTIR)、热重分析(TGA)对改性前后的微纳米SiO₂颗粒进行表征分析,结果表明,硅烷偶联剂成功接枝在SiO₂颗粒表面。考察不同微纳米SiO₂配比下复合涂层的硬度、附着力、耐酸耐碱、接触角等性能参数,结果表明,复合涂层中微纳米SiO₂颗粒添加量为5%时,涂层的硬度最佳,耐酸碱侵蚀性能最好;接触角最大,有着最佳的疏水性能。通过旋转挂片实验观察复合涂层在模拟地热水中随时间增长的腐蚀形貌,SEM结果表明,不锈钢片附着的微纳米SiO₂/环氧复合涂层没有开裂、涨泡、脱落等破损现象,结垢物质基本不附着。利用电化学阻抗谱和极化曲线分析复合涂层的耐蚀阻垢性能,结果表明,附着复合涂层的不锈钢片在模拟地热水中浸泡30 d后,腐蚀电流密度比原片减小了2个数量级,表现出较好的...     

纳米TiO2对环氧树脂力学性能的影响

研究了纳米TiO2含量对纳米TiO2/环氧复合材料弯曲性能和拉伸性能的影响.结果表明,超声作用可以使纳米TiO2均匀分散于树脂体系中;环氧树脂中添加纳米TiO2可以同时增强增韧环氧树脂,当纳米TiO2含量为3%时,纳米TiO2/环氧的弯曲强度和拉伸强度比未添加纳米TiO2时分别提高了72%和65%.     

纳米TiO2对环氧树脂力学性能的影响

研究了纳米TiO2含量对纳米TiO2/环氧复合材料弯曲性能和拉伸性能的影响.结果表明,超声作用可以使纳米TiO2均匀分散于树脂体系中;环氧树脂中添加纳米TiO2可以同时增强增韧环氧树脂,当纳米TiO2含量为3%时,纳米TiO2/环氧的弯曲强度和拉伸强度比未添加纳米TiO2时分别提高了72%和65%.     

纳米粘土增韧环氧树脂的研究

以蒙脱石为原料,通过HDTMAB改性制备纳米粘土,得到的最佳制备条件为:反应温度90℃,矿浆浓度5%,反应时间2h。在环氧树脂中加入5重量份纳米粘土,制得的纳米粘土/环氧树脂复合材料的冲击强度和弯曲强度,分别比纯环氧树脂提高303.2%和45.5%。实验证明纳米粘土对环氧树脂具有显著的增韧和增强效果。     

环氧树脂/纳米金刚石纳米复合材料的制备与性能研究

制备了环氧树脂/纳米金刚石纳米复合材料,研究了纳米金刚石对复合材料力学性能和热性能的影响。研究结果表明,随纳米金刚石含量的增加复合材料的力学性能呈现先增加后降低的趋势。当添加0.4%的纳米金刚石时,复合材料的拉伸强度和弯曲强度比纯环氧树脂分别提高了51.9%和52.5%,冲击强度为纯环氧树脂的1.9倍。复合材料的热稳定性能随着纳米金刚石含量的增加而提高,玻璃化转变温度随着纳米金刚石含量的增加而降低。利用SEM对复合材料增韧增强机理进行了探讨。     

纳米SiO_2/聚氨酯弹性体协同增韧增强环氧树脂的研究

采用力学性能测试,扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微(TEM)及动态力学性能分析(DMA)研究了纳米SiO2以及聚氨酯弹性体(PUR)对环氧树脂(EP)的改性效果。结果表明,纳米SiO2质量分数0.3%时可同时增韧、增强EP。纳米SiO2与PUR有协同增韧增强EP的作用,纳米SiO2质量分数0.3%,PUR质量分数20%时,纳米SiO2/PUR/EP三元复合材料的冲击强度比纯EP,纳米SiO2/EP及PUR/EP体系分别提高110%,11%和7%;弯曲强度分别相应提高21%,5%和15%。改性体系的断口形貌呈现明显的韧性断裂,表明纳米SiO2颗粒较均匀分布在基体中。三元复合材料的储能模量和玻璃化转变温度(T g)高于PUR/EP二元体系,损耗峰明显宽化。     

纳米橡胶增韧环氧树脂的力学性能研究

为了解决环氧树脂的脆性问题,提高其断裂韧性,运用纳米橡胶对环氧树脂进行增韧改性,制备了纳米橡胶增韧的环氧树脂。研究了不同含量的纳米橡胶对环氧树脂的拉伸性能、剪切强度和断裂能的影响规律。结果表明,与纯环氧树脂相比,当纳米橡胶含量为6 phr时,增韧的环氧树脂剪切强度增加16.1%,断裂伸长率提高78.7%,断裂能增大了3.65倍。适量纳米橡胶的添加有利于环氧树脂基体剪切屈服带的产生且进一步诱发银纹,其过程消耗了大量的能量,此乃纳米橡胶增韧环氧树脂的主要机理。     

改性纳米SiO2增强聚丙烯酰胺基凝胶的性能研究

为提升聚丙烯酰胺基水凝胶的综合性能,增加其可用性,用KH-570改性纳米SiO₂,制得毫米级的改性纳米SiO₂复合聚丙烯酰胺基凝胶颗粒。并与丙烯酰胺和丙烯酸发生共聚反应,形成共聚物,探究改性纳米SiO₂添加量对复合凝胶的吸水倍率、强度、溶解时间以及残留率的影响。结果表明,改性纳米SiO₂添加量在15%～17%时,复合凝胶颗粒的吸水倍率和强度在各温度段有较大提升;凝胶完全溶解后,残留物为纳米SiO₂,对环境无害,有望应用在石油开采领域,减少对环境的破坏。     

石墨烯/SiO2杂化纳米粒子改性酚醛树脂及其性能

将氧化石墨烯(GO)与氨基化纳米SiO₂粒子,通过静电自组装和化学还原制得杂化纳米粒子(SiO₂-RGO),然后通过原位聚合法制得SiO₂-RGO/酚醛树脂(PF)复合材料。结果表明：适量引入SiO₂-RGO可明显改善PF的力学性能和热稳定性,当SiO₂-RGO质量分数为1.0%时,SiO₂-RGO/PF复合材料的弯曲强度、弯曲模量、冲击强度均达到最大值(78.77 MPa、3.87 GPa和14.15 kJ/m²),分别比PF提高了73.62%、52.36%和115.05%;当SiO₂-RGO质量分数为1.5%时,SiO₂-RGO/PF复合材料的摩擦系数降至0.92,比PF降低了27.0%;SiO₂-RGO/PF复合材料的玻璃化转变温度、分解温度以及残炭率均明显提高。     

热处理对PPR/纳米TiO2复合材料力学性能的影响

制备了无规共聚聚丙烯(PPR)/纳米TiO₂复合材料，并研究了热处理对复合材料力学性能和断口形貌的影响。结果表明：使用4%(w)经硅铝复合包膜改性后的纳米TiO₂可大幅提高PPR的力学性能，复合材料的拉伸强度由未改性的24.0 MPa提高到36.5 MPa，断裂伸长率由未改性的45%提高到90%；热处理可消除复合材料内部热应力，促进结晶的完善，有效改善PPR/纳米TiO₂复合材料的拉伸性能及弯曲性能，热处理最佳温度为120℃，最佳时间为40 min，在此条件下，复合材料的拉伸强度及弯曲强度增幅分别达33.8%,35.9%。     

纳米SiO2改性纤维增强普通硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合材料早期性能及微观结构

为优化纤维增强普通硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合材料(OPC-CSA-ECC)的性能,拓宽纳米SiO₂的应用范围,本文系统探讨了纳米SiO₂对OPC-CSA-ECC凝结时间、强度和韧性的影响,并结合XRD和SEM分析了体系的微观结构和改性机制。结果表明:纳米SiO₂缩短了复合胶凝体系的凝结时间,且掺量越大凝结时间越短;纳米SiO₂可提高OPC-CSA-ECC的强度和韧性,纳米SiO₂的适宜掺量在1.5%(质量分数),对应的7 d和28 d龄期抗压强度分别为59.1 MPa和85.4 MPa,等效弯曲韧性分别为195.82 kJ/m³和256.51 kJ/m³。纳米SiO₂没有改变水化产物的种类,但促进了C-S-H凝胶生成且消耗了部分portlandite晶体。SiO₂通过提高基体密实度增大了基体与纤维之间的粘结性能,有助于应变硬化行为的实现。     

噁唑烷酮改性环氧树脂的性能

采用4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)对双酚A环氧树脂和脂肪族环氧树脂进行噁唑烷酮化共改性,研究了MDI及作为活性稀释剂的脂肪族环氧用量对改性产物黏度及树脂固化物力学性能、耐热性的影响。结果表明,低改性比和稀释剂可以有效降低唑烷酮改性环氧树脂黏度,当改性比为4∶1时,树脂固化物拉伸强度、弯曲强度达到75.4 MPa和158.2 MPa,分别比环氧树脂固化物提高了64%和57%,断裂延伸率和冲击强度有较大提高,具有高强高韧的特点。稀释剂含量对Tg影响较小,各改性树脂Tg在108～118℃之间,与纯环氧树脂的耐热性相当。     

纳米SiO2改性环氧树脂碳纤维体育材料及性能试验

针对传统体育器材环氧树脂碳纤维复合材料脆性大、耐冲击性能差的问题,提出用真空辅助树脂传递模塑成型工艺(VATRM)制备用于体育器材的纳米二氧化硅改性环氧树脂碳纤维复合材料,借助电子万能试验机和落锤式冲击实验机研究了该复合材料的横向拉伸性能和抗冲击性能。结果表明:当纳米二氧化硅质量分数为1%时,纳米二氧化硅/环氧树脂复合材料的横向拉伸性能最佳,断裂伸长率为0.5%;横向拉伸强度为41.7 MPa,拉伸模量为79.9 GPa,比纯环氧树脂碳纤维复合材料的横向拉伸强度、拉伸模量分别提高124.2%和12.5%。经纳米二氧化硅改性的环氧树脂碳纤维复合材料最大冲击力为2 216 N,比纯环氧树脂碳纤维复合材料最大冲击力提高了37.2%左右。     

亲水改性高岭土/聚氨酯乳液的制备及性能表征

钛酸酯偶联剂对水洗高岭土进行亲水改性,通过机械共混法制备了亲水改性高岭土/水性聚氨酯复合材料,研究了复合材料的力学性能、耐热性能。结果表明,当改性高岭土质量分数2.0%时,复合材料的拉伸强度为24.4 MPa,比聚氨酯增加53.1%,断裂伸长率达492%,增加9.6%,实现了复合材料的增韧增强,同时热稳定性也有所提高。