环氧树脂/稻壳SiO2纳米复合材料的热性能及拉伸性能研究

将稻壳用酸处理后在600 ℃焚烧得到纯度为99.3%、比表面积为212 m2/g的SiO2。经硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）改性后的SiO2为无定形态,尺寸在30~50 nm之间。将改性后的稻壳SiO2与环氧树脂复合,利用热分析方法考察了纳米复合材料在N2气氛中的热性能,并采用万能材料试验机测试其拉伸性能。结果表明：稻壳SiO2的加入能有效增加环氧树脂/稻壳SiO2纳米复合材料的热稳定性,复合材料的起始分解温度（Ti）、分解速率最大时的温度（Tmax）以及失重50 %的分解温度（T50 %）均高于纯环氧树脂,并随稻壳SiO2含量的增加而增加。当环氧树脂/稻壳SiO2纳米复合材料的组成相同时,KH550改性的复合材料的Ti、Tmax和T50 %均比未经过KH550改性的高。随KH550用量增加,复合材料T50 %向高温方向移动。此外,复合材料的拉伸强度、断裂伸长率和模量也高于纯环氧树脂。     

纳米SiO2环氧树脂复合材料性能研究

以纳米SiO2作为增强材料,制备纳米复合材料,研究了表面处理及不同的纳米含量对纳米复合性能的影响,采用透射电镜对纳米SiO2粒子的分布进行了表征。结果表明,SiO2处理与否,纳米SiO2均可以在氧树脂中分散,SiO2表面处理后,纳米SiO2复合材料性能得到提高。纳米SiO2可以使环氧树脂增刚、增强、增韧。     

稻壳二氧化硅/环氧树脂纳米复合材料机械性能研究

将稻壳用10%的盐酸处理后在600℃焚烧得到纯度为99.3%的SiO_2,将SiO_2用偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)改性后与环氧树脂(EP)复合,探讨了SiO_2质量分数在0～5%范围内复合材料的力学性能.研究结果显示:经硅烷偶联剂KH550改性后稻壳SiO_2粒子为无定形态,尺寸在30～50 nm且能显著提高环氧树脂的力学性能.当稻壳SiO_2质量分数为3%时,材料的拉伸性能以及弯曲性能的提高率最大,拉伸强度、拉伸模量、弯曲模量和弯曲强度的提高率分别为27.25%、6.54%、61.7%和24.56%.SEM研究结果显示:复合材料中SiO_2与基体树脂之间有较好的相容性.     

纳米SiO2/竹纤维/环氧树脂复合材料性能研究

将竹纤维加入到环氧树脂中以形成增强环氧复合材料,研究了竹纤维竹粉和纳米二氧化硅（SiO2）对环氧树脂的力学性能和耐溶剂浸蚀性能的影响。竹纤维含量为15%时,竹纤维/环氧树脂的冲击强度比纯环氧树脂提高50%。纳米SiO2能同时增强和增韧竹纤维/环氧树脂,并提高其耐溶剂浸蚀性能,纳米SiO2含量为4%时,纳米SiO2/竹纤维/环氧树脂三元复合材料的冲击和拉伸强度分别比未添加纳米SiO2的竹纤维/环氧树脂提高40%和30%。当纳米SiO2/竹纤维/环氧树脂的质量比为4/15/85时,三元复合材料的综合性能较好。     

环氧树脂/SiO2纳米复合材料性能的研究

采用直接共混法制备环氧树脂纳米复合材料,研究纳米SiO2的用量对纳米复合材料力学性能、耐热性以及粘度的影响。结果表明,当纳米SiO2用量为3％时,复合材料的综合性能最佳,其中冲击强度为37．9kJ／m^2,弯曲强度为192．8MPa,弯曲弹性模量为4．5GPa,马丁耐热温度为118℃。     

偶联剂对稻壳纳米SiO2/EP复合材料力学性能影响

利用硅烷偶联剂(KH550)作为稻壳纳米SiO2(以下简称SiO2)的表面改性剂,研究了KH550用量对SiO2性质的影响.结果表明,KH550能将团聚的SiO2分散开,改善SiO2的表面性质;随KH550用量增加,团聚体尺寸减小,纳米粒子之间的空隙增大.将SiO2作为环氧树脂(EP)填料,探讨了KH550用量对复合材料力学性能的影响.当SiO2质量分数为5％时,材料的拉伸强度、拉伸模量、断裂伸长率和玻璃化转变温度(tg)先随KH550用量增加然后再减小.KH550质量分数5％～8％时,复合材料各项性能之间平衡性好,综合性能最佳.     

双酚A甲醛酚醛环氧树脂／纳米SiO2复合材料的形态和性能

采用溶液共混法将纳米SiO2粒子分散到双酚A甲醛酚醛环氧树脂（bis-ANER）与二氧化乙烯基环己烯（VCD）的混合物中，再与固化剂甲基六氢邻苯二甲酸酐（MHHPA）混合，制备了不同SiO2含量的bis-ANER／VCD／MHHPA／SiO2纳米复合材料。用扫描电镜、透射电镜、材料试验机、冲击试验机、热分析法对其固化产物的断面形态、力学性能和热性能进行了研究。结果表明，纳米SiO2粒子在环氧树脂基体中的分散是均匀的，粒径在30-50nm左右。1．5％（质量分数，下同）的SiO2粒子分散到bis-ANER／VCD/MHHPA中使材料的拉伸、弯曲和冲击强度分别提高了112％、66％和118％，断裂伸长率由1．85％提高到3．37％，玻璃化转变温度提高了5．4℃，热降解温度略有提高，降解起始阶段反应机理与未加SiO2粒子的材料一样，符合一级反应。     

偶联剂在环氧树脂／纳米SiO2复合材料中的应用

采用偶联剂、通过原位分散聚合法制得了环氧树脂／纳米二氧化硅（ｎａｎｏ－ＳｉＯ２）复合材料。探讨了偶联剂的用量对复合材料性能的影响,利用拉伸试验、冲击试验、扫描电镜、热失重分析等方法研究了加与不加偶联剂的复合材料的结构和性能。结果表明：在偶联剂的作用下,ｎａｎｏ－ＳｉＯ２较均匀地分散在环氧树脂基体中,有效地增加了环氧树脂的强度及韧性,并提高了环氧树脂的耐热性。     

双马来酰亚胺/环氧树脂/纳米SiO2复合材料的制备与性能研究

研究了纳米二氧化硅（SiO2）的含量对双马来酰亚胺（BMI）/环氧树脂(EP)/2,2′二烯丙基双酚A(DBA)/纳米SiO2复合材料的耐热性能、力学性能和吸水性能的影响。结果表明,当纳米SiO2的含量为2.0 %(质量分数,下同)时,BMI/EP/DBA/纳米SiO2复合材料具有较高的强度和良好的韧性,其拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度比BMI/EP/DBA复合材料分别提高了22.8 %、39.0 %和37.8 %;同时,纳米SiO2含量为 2.0 %时,BMI/EP/DBA/纳米SiO2复合材料具有优异的耐热性,其玻璃化转变温度、初始热分解温度和最大热分解温度分别为204、 410、451 ℃。     

环氧树脂／聚氨酯梯度聚合物的弯曲性能研究

考察了不同层数的环氧树脂/聚氨酯(EP/PU)梯度聚合物弯曲性能,采用有限元法分析了材料在弯曲状态下的应力分布,从理论上解释了EP/PU梯度材料弯曲性能的试验结果,并与相同组成的均质材料进行了比较.研究发现:EP/PU梯度材料的弯曲强度和模量随梯度层数的增加而增加,当梯度层数超过5层以后,EP/PU梯度材料的弯曲强度高于相同组成的均质材料.有限元分析结果表明:在EP/PU梯度材料中,应力的分布与各层材料承受的强度相匹配,即应力大的部位材料的强度也越大.梯度层越多,各层之间强度变化越小,应力变化越为缓和,且应力分布与材料强度之间匹配越好,在受外力时,材料断裂强度越高.梯度材料中应力分布方式的理论计算结果很好的解释了实测的各种梯度材料强度变化规律.     

环氧树脂/二氧化钛纳米复合材料的制备及性能

以纳米ＴｉＯ２ 为填料制备了环氧树脂／ 二氧化钛（ＥＰ／ＴｉＯ２） 纳米复合材料,研究了纳米ＴｉＯ２ 对复合材料性能的影响,结果表明,纳米ＴｉＯ２ 经表面处理后,可对环氧树脂实现增强、增韧,当填充质量分数为３ ％ 时,材料的拉伸弹性模量较ＥＰ提高３７０ ％ ,拉伸强度提高４４ ％ ,冲击强度提高８７８ ％ ,其他性能也有明显提高。     

球形二氧化硅/环氧树脂复合材料制备与性能表征

以普通角形二氧化硅为原料,采用氧-乙炔火焰法制备出球形二氧化硅。将环氧树脂(E-51)、固化剂(906)、固化促进剂(DMP-30)和球形化前后二氧化硅按照不同的比例经机械搅拌混合、超声分散和升温固化(100℃、2h和150℃、2h)后制备出二氧化硅/环氧树脂复合材料。研究对比球形化前后二氧化硅对环氧树脂浇注体系热学和力学性能的影响。结果表明:球形二氧化硅的加入,提高了环氧树脂的热稳定性,添加量30%时热分解温度达到最大值340℃,球形化后二氧化硅/环氧树脂复合材料热膨胀系数和初始黏度较球形化前明显降低,力学性能得到提高。     

EP/POSS/SiO2纳米复合材料性能研究

以自制的两种不同黏度的环氧基倍半硅氧烷(POSS)为改性剂,对双酚A型环氧树脂(EP)/4,4’–二氨基二苯砜(DDS)进行改性,制备EP/POSS杂化材料。再以纳米SiO2为填料制备了EP/POSS/SiO2纳米复合材料。结果表明,与EP相比,杂化材料和纳米复合材料的弯曲强度和弯曲弹性模量都有所提高,其中纳米复合材料(分别添加低黏度和高黏度的POSS)的弯曲弹性模量分别提高了15.03%和9.44%,添加高黏度的POSS和纳米SiO2后其杂化材料和纳米复合材料体系的弯曲强度均有所提高,杂化材料和纳米复合材料的最大分解温度和在高温时的热残留量都有所提高。     

环氧树脂/膨润土纳米复合材料的制备

本文制备了有机膨润土和环氧树脂／膨润土纳米复合材料，利用X－ray衍射对有机膨润土和纳米复合材料进行了表征，分析了烷基铵链在澎润土及其复合材料中的聚集状态。     

有机累托石/环氧树脂(OREC/EP)复合材料的制备和性能研究

用单体原位插层技术制备了有机累托石/环氧树脂(OREC/EP)复合材料,考察了OREC的加入及其含量对复合材料OREC/EP体系的力学性能、耐介质性能和耐紫外线性能的影响。研究发现:OREC是一种良好的环氧树脂增韧改性剂,OREC的加入可改善复合材料的综合性能。当OREC质量分数为3%时,冲击强度和弯曲强度提高幅度最大,分别为6.25%和8.39%,耐海水性能效果最好;在添加质量分数为1%~7%时,复合材料体系的耐酸(碱)和耐紫外线性能均随OREC含量的增加而上升。