苯并噁嗪/环氧树脂/粉煤灰复合材料制备及性能研究

苯并噁嗪树脂是一种新型的热固性树脂,凭借其出色的力学性能和耐热性能得到广泛的关注,然而其固化物质脆的问题限制了其进一步应用.采用环氧树脂体系对其进行改性,可以在有效地提升其韧性的同时保持其出色的耐热性,然而进一步提升基于苯并噁嗪/环氧树脂体系的韧性和强度是目前亟待解决的一个问题.该研究将硅烷偶联剂改性后的粉煤灰与苯并噁...     

纳米炭粉改性炭布/苯并噁嗪复合材料性能研究

研究了纳米炭粉对炭布/苯并噁嗪复合材料层间性能和烧蚀性能的影响.结果表明,当纳米炭粉含量为5%时,发布/苯并噁嗪复合材料的层间剪切强度提高26%达到30.3MPa,氧-乙炔线烧蚀率降低23%为0.0154mm/s.700℃高温处理后.改性后的复合材料有着较高的强度保留率.     

纳米炭粉改性苯并噁嗪树脂烧蚀性能研究

为进一步提高苯并噁嗪树脂的烧蚀性能,采用纳米炭粉对其进行了改性研究。采用透射电镜(TEM)和场发射电子显微镜(SEI)观察了纳米炭粉在苯并噁嗪树脂的中的分散状态;通过热失重分析研究了纳米炭粉质量分数对苯并噁嗪树脂残炭率的影响并测试了烧蚀性能;同时采用X-射线衍射法(XRD)对炭层结构进行了分析。结果表明,质量分数为10%纳米炭粉的改性苯并噁嗪800℃残炭率可达到63.6%,该体系700℃炭化后的压缩强度为纯树脂的3.8倍。改性后的苯并噁嗪树脂炭化层结构致密,裂纹小,石墨化度与炭结构的有序度大大提升,最终使树脂的耐烧蚀性能与抗热震性获得改善。     

氢氧化镁改性苯并噁嗪树脂的热性能

本文应用示差量热扫描法(DSC)、动态热机械分析(DMA)和热失重(TGA)对氢氧化镁改性苯并噁嗪树脂的固化行为和热性能进行了研究。结果表明,氢氧化镁的加入对苯并噁嗪树脂的固化反应基本没有影响。DMA测试结果表明,氢氧化镁的加入使聚苯并噁嗪体系的玻璃化转变温度略微有所增高,室温下的储能模量略有增加。TGA测试结果表明,氢氧化镁的加入使聚苯并噁嗪体系的热稳定性提高,起始分解温度和800℃残重均有所提高。     

苯并噁嗪/环氧树脂基碳纳米管复合材料

制备出一种新型的由苯并噁嗪、环氧树脂和碳纳米管(MWNT)组成的复合材料。对MWNT进行了表面改性,降低了苯并噁嗪和环氧树脂固化的温度,增强了MWNT与苯并噁嗪/环氧树脂基体间的结合力。对该复合体系进行了分步固化的研究。动态力学分析与热重分析表明由于MWNT的加入使得复合材料的储能模量和耐热性增加。通过断面扫描用SEM观察了MWNT在复合材料中的分散情况。     

苯并噁嗪/蒙脱土复合材料的制备及其性能研究

以有机MMT(蒙脱土)和苯并噁嗪(BZ)为主要原料,采用溶液插层法制备BZ/MMT复合材料。研究了有机MMT含量对BZ/MMT复合材料的热性能和力学性能等影响。结果表明:在其他条件保持不变的前提下,随着有机MMT含量的不断增加,复合材料的固化焓降低,热稳定性有所下降,拉伸强度呈先升后降态势;当w(有机MMT)=4%(相对于复合材料质量而言)时,复合材料的拉伸强度(1.6 MPa)相对最大,并且比纯BZ体系提高了20倍。     

基于聚丙烯腈/苯并噁嗪的柔性碳纳米纤维薄膜的制备及其电化学性能研究

通过将苯并噁嗪、聚丙烯腈(PAN)和乙酰丙酮铁共同静电纺丝的方式制备了柔性良好的碳纳米纤维薄膜.结果表明,引入结构设计的苯并噁嗪可以有效地将N、O、S等杂元素引入碳纳米纤维薄膜,从而有效地提高电极的赝电容特性及电解质对电极的浸润性.并在此基础上,进一步将环境友好且赝电容特性明显的Fe3O4沉积在所得碳纳米纤维薄膜上,最...     

含硼苯并噁嗪玻璃布层压板的研制

以甲醛、苯酚、硼酸和二元胺为原料合成了含硼苯并噁嗪树脂(BBZ)。采用核磁共振仪、红外光谱仪、DSC及TGA分析研究了BBZ树脂的结构,树脂及其固化物(PBBZ)的热性能,并对树脂溶液和浸胶布的性能以及层压板的力学和电性能进行了测试。结果表明,BBZ具有较好的热稳定性;PBBZ的玻璃化温度(Tg)为183℃,并具有优良的热分解稳定性,5%热失重温度为423℃,800℃残炭率为65%。其层压板具有较好的热态保持率(180℃为74.5%,200℃为58.9%),燃烧等级达到V-0级,同时具有较好的电性能和力学性能。     

母粒法制备聚丙烯/炭化纤维素纳米晶复合材料

将冷冻干燥的纤维素纳米晶(CNC)进行高温处理,制成炭化纤维素纳米晶(CCNC),采用超声母料法将CCNC以母料的形式与聚丙烯(PP)制成PP/CCNC复合材料。使用SEM观察了CNC炭化前后的形貌变化情况以及CCNC在复合材料的分散情况;通过拉伸性能测试考察了CCNC对复合材料力学性能的影响;采用DMA测试了CCNC对复合材料黏弹性的影响。SEM结果表明:CNC经过冷冻干燥、高温炭化后,由纳米棒状结构变成有序带状结构;复合材料的断面表明CCNC可以以纳米片的形式分散在PP基体中。拉伸测试结果表明:CCNC的加入使复合材料的拉伸强度和断裂伸长率下降,模量上升。强度下降表明CCNC与基体的界面相容性有待进一步提高。DMA测试结果发现:CCNC可明显增加复合材料的储能模量,30%的CCNC即可使模量提高135.7%;复合材料的损耗模量随着CCNC的加入呈现上升趋势。     

等规聚丙烯/细菌纤维素复合材料的制备及性能研究

研究了马来酸酐接枝聚丙烯作为增容剂添加到等规聚丙烯/细菌纤维素复合材料中后材料的性能。结果表明:加入细菌纤维素后,复合材料的拉伸强度、拉伸模量、冲击强度明显提高;添加马来酸酐接枝聚丙烯后,前述力学性能的提高更为显著,但两种复合材料的断裂伸长率都有所降低;随着相容性的提高,复合材料的最大失重温度提高。扫描电镜和粒度分布分析结果表明,马来酸酐接枝聚丙烯能显著改善细菌纤维素与等规聚丙烯之间的界面相容性和分散性。     

聚乳酸/纤维素纳米晶复合材料的制备与性能研究

研究了添加表面活性剂十二烷基三甲基氯化铵(DTAC)前后,纤维素纳米晶(CNC)在水体系中的分散,并采用溶液浇注法制备了聚乳酸(PLA)/CNC纳米复合材料。结果表明,有效减少了DTAC处理后的CNC(mCNC) 的团聚现象,PLA与mCNC间的相容性增强,并通过氢键产生较强的界面相互作用;mCNC能促进PLA的异相成核,提高复合材料的结晶度;mCNC的含量为2 %（质量分数,下同）时,PLA的拉伸强度提高了70.7 %,但断裂伸长率有所下降。     

细菌纤维素/肝素复合物的制备与力学性能

采用浸泡和交联法将肝素(Hep)固定在细菌纤维素(BC)上,研究了BC/Hep复合物的结构与力学性能。傅立叶变换红外光谱结果表明,BC结构中出现了Hep的特征吸收峰;扫描电子显微镜和X射线衍射显示,浸泡或交联后,在Hep的作用下,BC的结构变得紧密,结晶度下降,晶粒尺寸增大,其中交联法制备的复合物的结构与结晶性能变化更为明显。拉伸性能实验表明,与纯BC相比,浸泡和交联制备的BC/Hep复合物力学性能增强,交联法制备的复合物力学性能优于浸泡法,Hep溶液浓度为1.5 g/100 m L时其拉伸强度最大,可达到177.82 MPa,与纯BC相比提高了76.3%。     

聚乳酸基纤维素纳米晶体抗菌包装材料的制备及其性能研究

为改善聚乳酸(PLA)膜的力学性能、阻隔性能和抑菌性能,通过溶液浇铸法制备纤维素纳米晶体(CNC)和槐糖脂(SL)掺杂的PLA复合抗菌膜,探究SL含量(10%)不变时,CNC的含量对PLA/SL/CNC的力学性能、亲疏水性、水蒸气阻隔性和抑菌性能的影响。结果表明:PLA复合膜具有较好的透光性。CNC含量为8%时,CNC与PLA相容性较差。相比纯PLA,PLA/SL/CNC(6%)的拉伸强度高达68.6 MPa,提高93.8%;PLA/SL/CNC(6%)的韧性为36.5×10⁸J/m³,增加46%。PLA/SL/CNC(6%)水接触角为86°,具有疏水性。PLA/SL/CNC(6%)的水蒸气透过系数为2.4(g·cm)/(Pa·s·cm²),与纯PLA相比降低36.8%。PLA/SL/CNC(6%)与利斯特氏菌和金黄色葡萄球菌共培养24h,菌落数分别为0.8 lgCFU/mL和0.4 lgCFU/mL,具有较好的抑菌效果。     

苯并噁嗪/氧化石墨烯导热复合材料的制备与性能研究

以双酚A、3氨丙基三乙氧基硅烷和多聚甲醛为原料,通过曼尼希反应合成了氨基硅氧烷功能化苯并嗪（B-TES）;将B-TES引入双酚A苯胺型苯并嗪（BA-a）与氧化石墨烯（GO）组成的复合体系中,通过傅里叶变换红外光谱仪、差示扫描量热仪和旋转流变仪研究了复合体系的热固化过程;激光导热仪测试BA-a/GO/B-TES复合材料的热导率。结果表明,当GO/B-TES添加量从1 %（质量分数,下同）增大到6 %时,复合材料的热导率从0.29 W/（m·K）增大到0.56 W/（m·K）;采用有效介质模型计算GO与聚合物之间的界面热阻（Rb）,发现B-TES能够使Rb由150×10-9 m2·K/W降低至130×10-9 m2·K/W;BA-a/GO/B-TES复合材料还表现出低表面能、高热稳定性的特性。     

尾矿粉/秸秆纤维素/环氧树脂复合材料制备及性能研究

采用甲苯和乙醇萃取,碱液、过氧化氢溶液浸泡提取的秸秆纤维素和用硅烷偶联剂KH560表面改性处理的尾矿粉,作为添加剂加入到环氧树脂(E-44)固化体系中,制备尾矿粉/秸秆纤维素/环氧树脂复合材料;并对复合材料的力学性能、热性能、结构与形态进行测试与表征.结果表明:纤维素的(-OH)结构已经部分参与到环氧树脂的固化反应中.复合材料的冲击强度、热稳定性随秸秆纤维素和尾矿粉的加入而增加,冲击强度最高的配方为纤维素质量分数为5％,尾矿粉质量分数为10％,冲击强度为1.096 kJ/m2;拉伸强度则随尾矿粉的加入而下降.SEM分析表明:秸秆纤维素及尾矿粉的存在使得断面呈现出韧窝结构,复合材料体系产生相界面效应.     

用于3D打印的微晶纤维素/聚乳酸复合材料制备与性能研究

以微晶纤维素（MCC）为增强材料、聚乳酸（PLA）为基体,通过高温熔融共混、挤出、拉丝等流程,制备适用于熔融沉积成型（FDM）3D打印技术的MCC/PLA复合材料,并通过FDM型3D打印机打印出成品。讨论了MCC添加量对该复合材料的力学性能、热性能、微观结构以及3D打印性能的影响。研究结果表明,随着MCC添加量的增加,复合材料的力学性能呈现先增高后下降的变化趋势,当MCC添加量为3%时,其拉伸强度和弯曲强度达到最高,分别为54.55 MPa和64.25 MPa。红外分析证实了微晶纤维素与聚乳酸在熔融时发生了接枝共聚反应。热性能分析表明,添加少量MCC,可以提高复合材料的热稳定性和PLA的结晶度。MCC添加量为3%的MCC/PLA复合材料其力学性能、打印性能和外观达到最佳,可应用于FDM型3D打印技术。     

Fabrication and Properties of Polyethylene/Cellulose Nanocrystal Composites

The preparation of nanocomposites of low‐density polyethylene (LDPE) and cellulose nanocrystals (CNCs) isolated from cotton or produced in situ by the dispersion of microcrystalline cellulose (MCC) is reported. The hydrophobic matrix polymer and the rather polar filler particles appear to be difficult to mix, but it is shown here that composites with significantly improved mechanical characteristics and of homogeneous appearance can be produced using an organic‐solvent‐free two‐step process. This is achieved by first mixing an aqueous slurry of an LDPE powder with an average particle size of <600 μm with aqueous suspensions of CNCs or MCC and removing most, but not all, of the water. Compounding such water‐plasticized mixtures in a roller‐blade mixer and subsequent compression‐molding afford highly transparent films, whose room‐temperature storage modulus is increased by a factor of 2.5 upon incorporation of 15% w/w CNCs or MCC. The results demonstrate that LDPE/nanocellulose composites with improved mechanical properties can be produced by an organic solvent‐free process that appears to be scalable to industrial production scale.

     

聚乳酸/酯化纤维素复合材料的制备与表征

通过气固反应利用马来酸酐（MA）对纤维素进行酯化改性,采用熔融共混工艺制备了聚乳酸（PLA）/酯化纤维素复合材料。红外分析表明纤维素与MA发生了酯化反应。力学性能测试、热重分析、差示扫描量热仪（DSC）、扫描电镜（SEM）等分析表明,PLA/酯化纤维素复合材料的拉伸模量和弯曲模量随酯化纤维素含量的增加而升高,拉伸强度、弯曲强度和热稳定性随酯化纤维素含量的增加而降低;复合材料的Tc相对纯PLA较高,说明酯化纤维素的加入起到了异相成核作用,使结晶速率提高。酯化纤维素在复合材料中分散充分,但两者的界面黏结力较弱。