基于两种双硫键自修复聚氨酯制备及性能

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和双(2–羟基乙基)二硫醚(DTBO)为硬段,聚四氢呋喃(PTMG)为软段,β–巯基乙醇(ME)为封端剂,制备巯基封端且含双硫键的聚氨酯(PUR)预聚物,利用巯基易氧化的特点,用H2O2/NaI进行氧化,合成分子链内和分子链端均含有双硫键的自修复交联PUR。采用傅立叶变换红外光谱仪、差示扫描量热仪、热重/差热综合热分析仪和电子拉力试验机等手段,研究了PUR的结构及PTMG与ME的物质的量之比对PUR热性能、力学性能和自修复性能的影响。结果表明,合成的系列交联PUR都具有一定的自修复能力和良好的热性能,当DTBO和PTMG物质的量分数分别为总二元醇的40%和60%时,PUR的拉伸强度达到最大值,为2.6 MPa,在60℃热处理8 h条件的自修复率为80.8%,且该试样经三次自修复后,自修复率仍可达到50.0%。     

环氧树脂-脲醛树脂@2-甲基咪唑微胶囊/环氧树脂复合材料的制备及自修复性能

以一步原位聚合法制备芯材为环氧树脂（E-51）,壁材为脲醛树脂（UF）的E-51-UF微胶囊。采用FTIR、SEM、TG、粒度分析仪等分别对E-51-UF微胶囊结构、表面形貌、耐热性和粒径分布进行了表征。以E-51-UF微胶囊为核,固化剂2-甲基咪唑（2-MI）为壳通过共混复合,得到E-51-UF@2-MI复合微胶囊。将E-51-UF@2-MI微胶囊填充到E-51基体中,制备了E-51-UF@2-MI微胶囊/E-51复合材料拉伸试样、弯曲试样和梯形双悬臂梁（TDCB）修复试样,并采用电子万能试验机测试其性能。分析了填充E-51-UF@2-MI微胶囊质量分数对E-51-UF@2-MI微胶囊/E-51复合材料力学性能及自修复性能的影响。结果表明:制备的E-51-UF微胶囊呈现规整球形结构,平均粒径为130 μm,耐热温度达364℃;E-51-UF@2-MI复合微胶囊质量分数为10wt%时,E-51-UF@2-MI微胶囊/E-51复合材料拉伸强度达到最大值,为31.17 MPa,弯曲强度为66.77 MPa,最大修复率为90.1%。      

复合微胶囊填充型环氧树脂自修复复合材料的老化性能

采用浇注成型法制备新型环氧树脂-脲醛树脂@2-甲基咪唑复合微胶囊(E-51-UF@2-MI复合微胶囊)/环氧树脂自修复复合材料,研究湿热老化(65℃去离子水)、化学腐蚀(40%硫酸溶液、40%氢氧化钠溶液)、395nm紫外线老化对新型自修复复合材料拉伸强度、弯曲强度和自修复性能的影响。结果表明,新型自修复复合材料在65℃去离子水中浸泡8h后,吸湿率达到稳定状态,最大吸湿率为0.15%;在40%硫酸溶液中浸泡4d,拉伸强度和弯曲强度最小损失率分别为25.7%和21.6%;在40%氢氧化钠溶液中浸泡5d,拉伸强度和弯曲强度最小损失率分别为22.5%和19.8%;经紫外线老化4d,拉伸强度和弯曲强度最小损失率分别为26.1%和46.1%;在40%硫酸溶液和395nm紫外线老化条件下,修复率呈现下降趋势,而在40%氢氧化钠溶液腐蚀条件下,其修复率先略有上升后不断下降。自修复性能下降原因在于:基体老化、微胶囊老化,以及微胶囊与基体的脱离。     

乙烯基对苯二甲酸类甲壳型液晶高分子的形状记忆性能

通过自由基聚合合成了四种基于乙烯基对苯二甲酸类甲壳型液晶高分子(PBPCS,PMPCS,PDCHVT,Pbi PCS)。TGA和DMA表征结果表明,这四种甲壳型液晶高分子均具有较好的热稳定性,其侧基末端基团刚性越大,相对应的片材在30~80℃温度区间刚性越大。形状记忆弯角回复测试表明:四种聚合物热压成型的片材都具有很好的形状记忆固定率,均接近100%。形状记忆回复效果与聚合物侧基的末端基团有关,侧基末端基团分别为对丁氧基苯基和环己基(对应聚合物分别为PBPCS和PDCHVT)时,片材显示出较好的形状记忆性能,形状记忆回复率分别为87%和100%。将PDCHVT通过熔融纺丝制成纤维,采用形状记忆循环DMA测试表征其形状记忆性能,结果表明PDCHVT纤维具有稳定的优异的形状记忆性能。     

乙烯基对苯二甲酸类甲壳型液晶高分子的形状记忆性能

通过自由基聚合合成了四种基于乙烯基对苯二甲酸类甲壳型液晶高分子（PBPCS,PMPCS,PDCHVT,PbiPCS）。TGA和DMA表征结果表明,这四种甲壳型液晶高分子均具有较好的热稳定性,其侧基末端基团刚性越大,相对应的片材在30～80℃温度区间刚性越大。形状记忆弯角回复测试表明：四种聚合物热压成型的片材都具有很好的形状记忆固定率,均接近100%。形状记忆回复效果与聚合物侧基的末端基团有关,侧基末端基团分别为对丁氧基苯基和环己基（对应聚合物分别为PBPCS和PDCHVT）时,片材显示出较好的形状记忆性能,形状记忆回复率分别为87%和100%。将PDCHVT通过熔融纺丝制成纤维,采用形状记忆循环DMA测试表征其形状记忆性能,结果表明PDCHVT纤维具有稳定的优异的形状记忆性能。     

熔盐法制备自支撑Ni掺杂Mo2C@CFP复合电极及其电催化析氢性能的研究

Mo₂C具有类似于Pt等贵金属的电子结构和催化特性,有望替代Pt等贵金属成为新型非贵金属析氢催化剂,但是纯Mo₂C导电性差且氢释放动力学慢。为提高Mo₂C的电催化析氢性能,本工作采用低温熔盐法在碳纤维纸(CFP)基底上制备了自支撑Mo₂C电催化剂,研究了Mo和MoO₃钼源、Ni和Ni(NO₃)₂镍源掺杂剂、添加炭黑等因素对合成产物物相、显微形貌和结构、电催化性能的影响。结果表明,炭黑和Ni的引入可以促使Mo₂C晶粒细化以及在表面生成褶皱状结构,能够提供更多活性位点,Ni(NO₃)₂的加入能够使采用MoO₃为钼源合成的Mo₂C的晶粒变成纳米花状结构,大大提高了其比表面积,也促进了反应生成的复合电极Ni(NO₃)₂-Mo₂C_CBO@CFP中的电子转移效率,表现出最佳的HER活性,其η₁₀为117 mV,塔菲尔斜率低至73.8 mV dec^_-1。     

甲壳型液晶高分子PBPCS与IPN聚丙烯酸酯三元共混及阻尼性能研究

通过原位复合技术把甲壳型液晶高分子PBPCS分散到核-壳结构的聚丙烯酸酯中制备PBPCS与IPN聚丙烯酸酯三元共混阻尼材料。由IR光谱、TEM透射电镜初步认为PBPCS被包裹在IPN聚丙烯酸酯聚合物中,但PBPCS的加入会影响到核壳粒子结构的正常形态。通过DMA实验得到耗散因子曲线表明,加入PBPCS的三元共混物在高温区的最大耗散因子提高到0.9以上,表明甲壳型液晶高分子PBPCS在一定程度上增加IPN聚丙烯酸酯的阻尼能力,同时从体系中分子链相对运动对这一现象做出解释。     

PMMA/PBMA聚丙烯酸酯半IPN阻尼涂料性能的研究

采用分步聚合方法合成了P(MMA-co-AA-co-HEMA)/P(BMA-co-HEMA)半互穿聚合物网络水溶胶,在MMA网络中加入交联剂二乙烯基苯(DVB),在BMA网络中不加入交联剂.用动态黏弹谱DMA(Dynamic Mechanical Analysis)分析水溶胶的阻尼性能并测试其涂膜5项性能指标.实验发现当m(MMA):m(BMA)=5:5,w(DVB)=0.1%,PMMA/PBMA半IPN可同时满足阻尼性能和涂膜性能的基本要求.同时涂膜力学阻尼能力经力学振动阻尼测定装置检测,振幅衰减明显.而且振动阶数越高,阻尼效果越好.     

非氧化法处理碳纤维表面改性的研究进展

本文概述了碳纤维气相沉积法、偶联剂涂层法、聚合物涂层法、电聚合法、晶须生长法、催化法及等离子体法等非氧化法处理碳纤维表面改性技术的研究进展,并简要阐述了各方法的优缺点,着重介绍了等离子体处理碳纤维,希望能为改性碳纤维提供一些帮助.