超声强化氨基化多壁碳纳米管改性环氧黏接接头性能研究

目的 探究超声处理对氨基化多壁碳纳米管(MWCNTs–NH2)改性环氧黏接接头黏接性能和热稳定性的影响,为强化MWCNTs–NH2改性环氧胶黏剂与铝合金的黏接提供参考。方法 通过机械搅拌与声波破碎的方法将质量分数为0.75%的MWCNTs–NH2添加到环氧胶黏剂基体中,使用MWCNTs–NH2改性环氧胶黏剂制备铝合金黏接接头,基于超声辅助黏接工艺在铝合金黏接过程中进行超声处理。通过傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)分析MWCNTs–NH2改性环氧胶黏剂基体官能团的变化情况。采用单搭接剪切强度试验测定黏接接头的拉伸剪切强度。通过扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)观察黏接接头拉伸失效断面以及铝合金与胶黏剂间的黏接界面。通过热失重分析仪(TGA)测试并记录胶黏剂试样质量随温度变化的曲线。结果 经超声处理后,MWCNTs–NH2与树脂基体间的化学反应增强。与纯环氧黏接接头相比,超声处理后的MWCNTs–NH2改性环氧黏接接头拉伸剪切强度提高了49.2%,黏接接头断面上的内聚失效部分显著增加。微观上,超声处理后的MWCNTs–NH2改性环氧黏接接头断面显示出更加复杂的塑性变形,胶黏剂与铝合金表面结合得更加紧密,MWCNTs–NH2随环氧胶黏剂流入铝合金表面凹槽内。经超声处理后,胶黏剂在失重率为5%、10%、50%以及热失重速率最大时的特征温度上升。结论 超声处理改善了MWCNTs–NH2与树脂基体的界面结合性能,促进了MWCNTs–NH2改性环氧胶黏剂在铝合金表面的渗透和填充情况,形成了MWCNTs–NH2对铝合金和胶黏剂的桥接。超声处理提高了改性环氧胶黏剂的交联密度,改善了胶黏剂的热稳定性。     

耐高低温环氧有机硅胶黏剂的力学性能研究

介绍了一种研制的室温固化、耐高温、耐低温环氧有机硅胶黏剂.通过对胶黏剂的剪切强度分析,探讨了原料配比,偶联剂等因素对环氧有机硅胶黏剂力学性能的影响.研究表明:增韧剂在胶黏剂中含量适当时(质量比25%),能与固化剂充分反应,有机硅与环氧树脂也能获得较好的相溶性,制备的环氧有机硅胶黏剂的综合性能较优;硅烷偶联剂能改善胶膜界面层的胶接强度,提高环氧有机硅胶黏剂的剪切强度.     

端氨基液体丁腈橡胶/环氧树脂绝缘胶黏剂的制备与性能EI北大核心CSCD

介绍了一种端氨基液体丁腈橡胶(ATBN)增韧改性环氧树脂(EP)的绝缘胶黏剂;借助红外光谱表征胶黏剂固化前后的分子结构变化;通过拉伸与T剥离强度测试表征胶黏剂的黏接性能,借助弯曲与冲击强度测试及冲击断面扫描电镜照片进一步解释胶黏剂的黏接特性;通过击穿场强、体积电阻率以及介电性能测试考核胶黏剂的绝缘性能。研究发现,ATBN分子结构中的活性基团参与了胶黏剂的固化反应;当ATBN添加量为EP的20%时,胶黏剂的拉伸和T剥离强度达到4.92 MPa和9.87 N/mm,分别较纯EP体系提高77%和98%;在此添加量下弯曲强度为113 MPa,冲击强度为18.73kJ/m^2,体积电阻率为1.54×10^(14)Ω·m,击穿场强为25 kV/mm,工频下介电常数为4.53,介电损耗为0.0148。     

端氨基液体丁腈橡胶/环氧树脂绝缘胶黏剂的制备与性能

介绍了一种端氨基液体丁腈橡胶(ATBN)增韧改性环氧树脂(EP)的绝缘胶黏剂;借助红外光谱表征胶黏剂固化前后的分子结构变化;通过拉伸与T剥离强度测试表征胶黏剂的黏接性能,借助弯曲与冲击强度测试及冲击断面扫描电镜照片进一步解释胶黏剂的黏接特性;通过击穿场强、体积电阻率以及介电性能测试考核胶黏剂的绝缘性能。研究发现,ATBN分子结构中的活性基团参与了胶黏剂的固化反应;当ATBN添加量为EP的20%时,胶黏剂的拉伸和T剥离强度达到4.92 MPa和9.87 N/mm,分别较纯EP体系提高77%和98%;在此添加量下弯曲强度为113 MPa,冲击强度为18.73kJ/m~2,体积电阻率为1.54×10~(14)Ω·m,击穿场强为25 kV/mm,工频下介电常数为4.53,介电损耗为0.0148。     

玄武岩纤维表面硅烷偶联剂接枝率对环氧树脂复合材料界面强度及力学性能的影响

为提高玄武岩纤维(BF)增强环氧树脂(EP)复合材料的力学性能,通过接枝硅烷偶联剂KH550来提升BF与EP之间的界面强度。采用衰减全反射红外光谱、X射线光电子能谱仪、原子力显微镜、扫描电子显微镜、界面剪切强度测试和拉伸测试研究BF表面KH550的接枝率对复合材料界面粗糙度、界面强度及拉伸强度的影响。结果表明,KH550的成功接枝可以增加BF的表面粗糙度及复合材料的界面强度;随着KH550接枝率的增加,BF表面形貌呈现“光滑-粗糙-光滑-粗糙”的变化过程,复合材料的界面强度及力学性能也呈现先增大后减小的趋势。当KH550接枝率达到5%～6%时,KH550-BF表面均匀光滑,复合材料的界面强度和拉伸强度达到最大,分别为48 MPa和298 MPa。当接枝率超过6%,过量的KH550在BF表面的不均匀分布形成结构缺陷和应力集中,进而导致复合材料界面强度和力学性能的降低。     

酸刻蚀对玄武岩纤维表面偶联剂吸附量及纤维/环氧树脂复合材料力学性能的影响

纤维与树脂的复合需要有一个良好的界面相,以便能将载荷从基体有效地传递给增强纤维,纤维表面改性处理是达到这一要求的主要方法。采用盐酸刻蚀法对玄武岩纤维（BF）表面进行处理,讨论了酸刻蚀对纤维单丝拉伸性能、表面硅烷偶联剂吸附量的影响以及盐酸浓度对BF/环氧树脂复合材料力学性能的影响。结果表明：纤维的单丝拉伸强度随着盐酸浓度的升高呈加速下降趋势;1 mol/L盐酸处理后的纤维表面对硅烷偶联剂KH550的吸附量最大;1 mol/L盐酸刻蚀后再经硅烷偶联剂KH550处理的纤维制成的BF-KH550/环氧树脂复合材料的弯曲性能、拉伸性能和层间剪切强度最优。     

功能化氧化石墨烯/聚氨酯-环氧树脂复合材料的制备及其性能

利用氧化石墨烯(GO)表面的羟基分别与硅烷偶联剂KH550、KH560反应,制备功能化氧化石墨烯(KH550-GO、KH560-GO),分析了GO功能化前后的微观结构变化;通过溶液插层法将GO加入到聚氨酯-环氧树脂(PU-EP)基体树脂中制备GO/PU-EP复合材料,并对其拉伸性能及热性能进行测试。研究结果表明,KH550、KH560成功对GO进行了功能化,并且与PU-EP复合材料相比,GO/PU-EP复合材料的拉伸性能和热性能均有明显的提高。其中,KH550-GO的加入对基体树脂力学性能和热性能的改善尤为明显。添加0.1wt%的KH550-GO,基体树脂拉伸强度和拉伸模量分别提高了39.0%和94.4%,同时初始热分解温度提高了12℃。     

不同偶联剂对介孔分子筛MCM-41的表面修饰及对MCM-41/环氧树脂性能的影响

使用2种硅烷偶联剂(KH550和KH792)对介孔分子筛MCM-41进行表面改性,采取氮气吸附-脱附、FTIR和TGA等进行表征,并采用原位聚合法制备了MCM-41/环氧树脂复合材料,研究了偶联剂种类和MCM-41用量等对复合材料固化过程及性能的影响。结果表明:硅烷偶联剂可与MCM-41表面的硅羟基反应,在分子筛内外表面接枝上功能化基团。经表面修饰的MCM-41比表面积下降为原来的1/5,KH550在MCM-41表面接枝率仅为KH792的一半。KH550与MCM-41外表面反应得更充分,KH792对MCM-41孔道内壁的修饰效果更强。固化动力学结果表明:KH792的功能化基团有伯胺和仲胺,与环氧树脂具有更高的反应活性,但不利于环氧大分子进入孔道,仅以球形粒子的形式添加在环氧树脂中;KH550表面修饰的MCM-41可使环氧大分子进入孔道内形成互穿结构。KH550表面修饰体系更多体现出MCM-41多孔的特征,形成了有机-无机互穿结构的复合体系,大幅度提高了储能模量和玻璃化转变温度。KH792表面修饰体系则呈常规球形纳米粒子的特征,其储能模量和玻璃化转变温度较纯环氧树脂有所提高但幅度不大。     

碳纳米管的表面改性对环氧树脂低温(77 K)冲击性能及热膨胀系数的影响

采用混酸氧化及表面接枝改性的方法制备了表面含不同官能团的多壁碳纳米管(MWCNTs), 并研究了不同MWCNTs对环氧树脂的低温(77 K)抗冲击性能及热膨胀系数(CTE)的影响。结果表明: 通过接枝反应将—NCO基团封端的PEO齐聚物引入MWCNTs表面, 可提高MWCNTs在环氧树脂基体中的分散性, 加强MWCNTs与环氧树脂的界面作用; 相对于纯环氧树脂, 添加质量分数为0.5%的纯MWCNTs、 氧化MWCNTs和表面接枝MWCNTs改性后的环氧树脂的低温冲击强度分别升高了10.27%、 26.13%和32.95%, 而CTE则分别降低了14.79%、 29.59%和40.29%。这表明表面接枝改性MWCNTs可明显提高环氧树脂基体的低温抗冲击性能并降低环氧树脂在玻璃化转变温度下的CTE。     

云母粉表面改性提高云母纸拉伸强度的研究

利用硅烷偶联剂"分子桥"作用对云母粉进行表面处理,通过自乳化改性的环氧树脂和聚丙烯酰胺,使云母粉表面桥联的环氧基团发生交联反应,显著提高云母纸拉伸强度。结果表明:当硅烷偶联剂、改性环氧树脂、聚丙烯酸胺的质量分数分别为0.5%、1.0%、0.5%时,云母纸拉伸强度由72.17 N/m提高到151.3 N/m。硅烷偶联剂水解产生的硅羟基与云母表面的羟基发生化学键的结合,另一端的氨基与改性环氧树脂中的环氧基团反应,增强了改性环氧树脂对云母表面的结合力。     

低温快速固化环氧导电胶的制备与性能

采用E-51型环氧树脂为导电胶基体树脂, 低分子量聚酰胺树脂(PA)为固化剂, 填加经硅烷偶联剂(KH550)改性后的纳米级和微米级铜粉及助剂制备导电胶。首次采用了液态固化剂(低分子量的聚酰胺酯), 以解决导电胶制备过程中填料用量受限的难题。通过正交试验方法探讨了导电胶中导电填料的含量、导电填料配比、硅烷偶联剂用量和还原剂添加量对导电胶粘接性能和导电性能的影响, 对导电胶的制备工艺进行了优化, 获得了制备导电胶的最佳方案。测试结果表明该导电胶能够在60 ℃下4 h内快速固化。在填料质量分数为65%时, 导电胶具有最低的体积电阻率3.6×10-4 Ω·cm; 导电胶的抗剪切强度达到17.6 MPa。在温度为85 ℃、湿度(RH)为85%的环境下经过1000 h老化测试后导电胶电阻率的变化和剪切强度的变化均不超过10%。      

Influence of post-curing and coupling agents on polyurethane based copper filled electrically conductive adhesives

Effects of post curing and silane coupling agents with different functional groups such as epoxy, isocyanate and ureide on the electrical and mechanical properties of copper (Cu) filled electrically conductive adhesives (ECAs) were studied. Micron-sized Cu particles were used as conductive fillers and polyurethane resin was applied as the adhesive material. Significant differences could be observed on the as cured electrical resistivity and shear strength of the Cu filled ECAs joints prepared with different silane coupling agents. Silane coupling agents functionalized with epoxy groups yielded the lowest electrical resistivity and highest shear strength among the ECAs in this study. Besides, effect of post-curing at 170 °C for 1 h on the ECAs was also investigated. Results showed that ECAs after post-curing exhibited enhanced electrical conductivity and shear strength compared to the as cured ECAs.     

固化条件对环氧树脂胶黏剂粘合强度的影响

研究了不同固化条件(温度、湿度)以及反应物配比对环氧树脂胶黏剂粘合强度的影响。结果表明,在使用环氧树脂胶黏剂粘接橡胶与金属基体时,固化条件对其粘接效果产生了显著影响。当温度为25 ℃,环氧树脂胶黏剂在湿度小于55%时粘合强度较高,湿度过高,粘合强度会明显下降,说明过于潮湿的环境不利于环氧树脂胶黏剂的应用。当湿度为55%,环氧树脂胶黏剂在20~25 ℃时粘合强度较高,当温度升高或者降低至10 ℃时,粘合强度都会有明显下降。      

纳米TiO_2对复合固化环氧树脂胶粘剂的改性研究

通过添加具有活性的纳米TiO_2对异佛尔酮二胺(IPD)与酰胺基胺树脂作为复合固化剂的环氧胶粘剂体系进行改性,实验结果表明:随着纳米TiO_2的适量加入,环氧胶粘剂体系的物理性能得到很大改善,当纳米TiO_2的加入量达到6%(Wt)时,达到最佳值,与纯树脂体系相比,弯曲强度提高96%,弯曲模量提高38%,冲击强度提高180%.而此时的环氧复合胶粘剂体系的粘接性能也比纯树脂均有所提高,剪切强度提高39%、剥离强度提高28%,以及玻璃化温度提高6%.可见,纳米TiO_2的加入对环氧胶粘剂体系具有明显的增强作用.     

生物基没食子酸环氧树脂/纳米氧化锌抗菌涂层的制备与性能EI北大核心CSCD

以没食子酸为主要原料制备生物基没食子酸环氧树脂(GAER),将硅烷偶联剂KH550表面改性的纳米ZnO与GAER进行复合,以丁二酸酐为固化剂,制备KH550-nano-ZnO/GAER生物基复合涂层。对纳米ZnO改性前后微观结构的变化进行表征;采用示差扫描量热仪对丁二酸酐/GAER体系的固化过程进行研究,测试KH550-nano-ZnO的加入对GAER固化膜力学性能、热性能、动态力学性能以及抗菌性能的影响。结果表明:适量KH550-nano-ZnO的加入,可以增加GAER固化体系的玻璃化温度,提高涂层表面的抗冲击性,KH550-nano-ZnO含量的增加使得涂层的硬度增加,附着力下降,热稳定性增加。复合涂层的起始热失重温度(T5%)比纯GAER高12.6~15.4℃。当KH550-nano-ZnO含量为2%(质量分数)时,玻璃化转变温度与纯GAER树脂相比增加了30.7℃。KH550-nano-ZnO/GAER固化涂膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率均达到99.99%。     

Study on thermal and mechanical properties of nano-calcium carbonate/epoxy composites

A study on evaluating the effect of nano-CaCO₃ particles on thermal and mechanical properties of epoxy resin cast was performed by TGA and mechanical tests. A silane coupling agent KH550 as an interfacial modifier was introduced into nanocomposites through preparing KH550/nano-CaCO₃ master batch. It is revealed that epoxy resin cast filled with nano-CaCO₃ particles represents higher thermal stability and mechanical strength. The improvement of thermal and mechanical properties is attributed to the surface modification of nano-particles, which can enhance the interfacial properties between nano-CaCO₃ fillers and epoxy resin. The mechanical properties of nano-CaCO₃/epoxy/carbon fibres composites based on the modified epoxy matrix are also enhanced.     

表面处理对水镁石/EVA复合材料界面作用的影响

选用了三种表面处理剂(硬脂酸Ste、硅烷偶联剂KH550、钛酸酯偶联剂JN114)对水镁石进行表面改性,研究了界面作用对复合材料静态力学性能、动态力学性能及粉体分散行为的影响,并对界面粘接强度进行了定量表征。结果表明,表面处理剂的加入明显改善了水镁石粉体在树脂相EVA中的分散性;硬脂酸赋予体系高的断裂伸长率,KH550赋予体系更高的拉伸强度,JN114赋予体系更好的综合性能;由DMTA的损耗因子值(tanδ)计算得出界面粘接强度相对大小依次为:KH550 modified>JN114modified>No treated>Ste modified,此结论与Tg值大小及力学测试数据完全吻合。     

固化剂对聚酰亚胺挠性覆铜板剥离强度的影响

采用双氰胺(DICY)、间苯二胺(m-PDA)、长链柔性二胺(DAMI)固化双酚A型环氧树脂(E-51),制备了三种环氧胶粘剂,分别考察了三种固化剂对挠性覆铜板剥离强度的影响。根据差示扫描量热仪(DSC)曲线,通过t-β外推法得到了各固化剂固化环氧胶粘剂的固化工艺。采用扫描电子显微镜(SEM)考察其不同的破坏形式。结果表明,采用双氰胺固化的环氧胶粘剂粘接的挠性覆铜板,剥离后聚酰亚胺薄膜、铜箔表面都留有大量的胶粘剂,此破坏形式属于内聚破坏。同时双氰胺固化的环氧胶粘剂剥离强度最高,粘接强度达到0.74 N/mm,符合日本JPAC行业标准。