纳米二氧化硅改性环氧树脂复合材料的性能研究

利用硅烷偶联剂对纳米SiO2进行表面改性,进而通过共混法将改性后的纳米SiO2粒子分散到环氧树脂(Epoxy)中,制备了不同纳米SiO2含量的SiO2/EP复合材料.利用IR,SEM和TGA、阻抗分析仪等研究了SiO2添加量对复合材料微观结构、热稳定性和介电性能的影响.结果表明,随着纳米SiO2含量的增加,SiO2/EP复合材料的热稳定性逐渐升高,介电常数和损耗因数则呈先降低后增加趋势;当纳米SiO2含量为4%时,纳米颗粒在复合材料中分散均匀,复合材料的热稳定性好,介电性能最优(当测试频率为1GHz,介电常数为2.86,介电损耗为0.023 53).分析了复合材料热稳定和介电性能变化的微观机理.     

环氧树脂/聚醚砜/纳米氧化铝复合材料的力学性能及介电性能

以甲基纳迪克酸酐(MNA)为固化剂,制备了环氧树脂/聚醚砜/纳米氧化铝三元复合材料,并对其力学性能、介电性能以及热稳定性能进行了研究,同时探讨了其性能增强机理。结果表明:当聚醚砜(PES)和纳米氧化铝(nano-Al_2O_3)的质量分数分别为15%和3%时,环氧树脂/15PES/3Al_2O_3复合材料的冲击强度、拉伸强度和弯曲强度分别达到45.7kJ/m~2、87 MPa和180MPa,与纯环氧树脂相比,均有大幅度的提高。在测试频率为100Hz时,复合材料的介电常数和介电损耗分别为7.7和0.013 5,介电性能较纯环氧树脂也有一定提高。此外,热分解温度比纯环氧树脂的提高了73℃,热稳定性得到提高。     

液晶聚氨酯/Al2O3/环氧树脂复合材料电性能的研究

采用机械共混及模压成型工艺将Al2O3粉体,液晶聚氨酯(DLCP)与环氧树脂(E-51)共混制备了EP/DLCP/Al2O3复合材料.对复合材料的制备工艺、Al2O3粒子表面修饰以及Al2O3含量对材料热稳定性、导电性能、导热性能及热膨胀进行了研究.结果表明:导热系数、介电常数及热稳定性随Al2O3含量的增加而增大;介电损耗、线膨胀系数随Al2O3含量的增加而减小.同时,液晶聚氨酯(DLCP)网格的存在,可降低材料的内耗,提高材料的玻璃化转变温度(Tg).当DLCP加入量为5wt%时,复合材料的玻璃化转变温度比纯树脂提高了10-30℃,复合材料的电性能得到了增强.     

超支化环氧树脂增韧增强双酚A型环氧树脂

采用一步法合成的低粘度液体型超支化环氧树脂HTDE-2增韧增强双酚A型环氧树脂．研究了HTDE-2含量对HTDE-2／双酚A型环氧杂化树脂力学性能和热学性能的影响．利用红外光谱、扫描电镜、热分析、动态力学分析和分子模拟技术讨论了超支化环氧树脂的结构、杂化树脂的性能和原位增韧增强机理．结果显示：杂化树脂的机械性能随超支化环氧树脂含量的增加先增加后下降，具有最大值；当HTDE-2的含量为9％左右时，杂化树脂的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度和断裂韧性分别提高20．7％，14．2％，208．8％和74．9％，综合性能最好，但玻璃化转变温度和热分解温度有所下降．     

二氧化钛改性环氧树脂胶黏剂的性能

以聚氨酯增韧环氧树脂为原料,有机化的纳米TiO2作为改性剂,制备了TiO2/PU-EP胶黏剂.扫描电子显微镜的扫描结果表明:聚氨酯与环氧树脂之间形成了“海岛结构”,且无机相在聚合物基体中的相容性较好,可均匀分散在“海岛结构”中.利用电子拉力机、差热分析仪、介电谱仪以及耐压测试仪等手段,测试了复合材料的力学性能、耐热性能、介电常数、介电损耗和击穿场强.测试结果表明:掺杂一定量的纳米TiO2有利于提高复合材料的综合性能；当TiO2的掺杂量为3％时,剪切强度和热分解温度达到最大,分别为27.14 MPa和397.82 ℃,较掺杂前分别提高22.6％和17.48℃；在工频下,介电常数和介电损耗分别为4.27和0.02,击穿场强为14.03 kV·mm-1.     

硅含量对气相SiO_2/环氧树脂复合材料热稳定性的影响

采用一定含量的气相SiO_2改性2-氨基苯并噻唑(2-ABZ)固化的4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂(TDE-85),制备一种气相SiO_2/环氧树脂复合材料(SiO_2-EC),通过热重分析(TGA)研究SiO_2-EC的热稳定性能.基于TGA曲线,通过运用扣除SiO_2质量的校正方法与没有扣除SiO_2质量的未校正方法,分别得到校正与未校正的初始分解温度(tIDT),最高质量损失速率温度(tmax)和积分过程分解温度(tIPDT),探究气相SiO_2对复合材料热性能的影响.结果表明:SiO_2-EC校正前后的TGA数据均高于纯环氧树脂,气相SiO_2的加入提高了环氧树脂的热稳定性能,随着气相SiO_2含量的增加,气相SiO_2提高环氧树脂热稳定性的效果呈先增加后降低的趋势,当气相SiO_2含量为6%时增强效果最好,其在复合材料中分散均匀,热稳定性良好,tIDT、tmax和tIPDT分别为291,370,490℃,600℃时的质量保留率为13.52%,比纯环氧树脂提高了5.84%,这是因为气相SiO_2与环氧树脂基体发生了物理交联和化学键合,从而提高了树脂的热稳定性能.     

轻质含硅芳炔隔热材料的制备与性能

采用中空玻璃微球(hollow glass microspheres,HGM)、短切石英纤维(short-cut quartz fibers,SQF)和耐热含硅芳炔树脂(Si-containing arylacetylene resin,PSA)制备了HGM/PSA复合物以及SQF/HGM/PSA复合材料,并研究了两者力学性能以及热学性能。研究结果表明:HGM能很好地降低HGM/PSA复合物的密度和导热系数,当HGM质量分数超过30%时,HGM/PSA复合物的导热系数和力学性能迅速下降;随着SQF质量分数的增加,SQF/HGM/PSA复合材料的压缩强度和拉伸强度提升,但密度和导热系数也增加;添加经KH 560表面处理的HGM可提升HGM/PSA复合物以及SQF/HGM/PSA复合材料的力学性能,且对两者的密度和导热系数影响不大;当SQF的质量分数为16%且HGM经KH 560表明处理后,SQF/HGM/PSA复合材料的压缩强度达到96.3 MPa,拉伸强度达到12.3 MPa,同时密度为0.82 g/cm^3,导热系数为0.195 W/(m·K),且在50~490℃通过动态热机械分析仪观察到复合材料没有明显的玻璃化转变。     

Property of Glass Fiber TEAS-DAIE Reinforced Composite Using Resin as Matrix

四（3-乙炔苯胺）基硅烷（TEAS）具有合成简单、溶解性好、固化温度低且固化后耐热性好等优异的性能,但以其作为基体树脂制得的玻璃纤维增强复合材料的力学性能较低。将双（N间乙炔基苯基邻苯二甲酰亚胺）醚（DAIE）与四（3-乙炔苯胺）基硅烷（TEAS）以适当的比例混合,制得复合材料基体树脂,即TEAS—DAIE。用TEAS—DAIE与玻璃纤维复合制得复合材料,并研究了该复合材料的耐热性、力学性能、介电性能、吸水性、断面形貌等。结果表明：复合材料具有优良的力学性能,其在常温下的弯曲强度为385．7MPa,240℃下的弯曲强度达到373．1MPa,保留率为96．7％,玻璃化转变温度362．5℃;复合材料具有优良的耐水性能和介电性能,常温下材料在水中浸泡96h,其吸水率为1．06％,介电常数（e）为3．95,介电损耗角正切值（tand）为5．73×10^-3。     

3a0．6Sr0．4TiO3／MgO／Mg2SiO4复相陶瓷的制备与介电可调性能

采用标准电子陶瓷工艺，制备了Ba0．6Sr0．4TiO3／MgO／Mg2SiO4复相陶瓷（MgO和Mg2SiO4按相同重量加入），研究了MgO和Mg2SiO4含量对复相陶瓷微观结构、介电性能及介电可调性的影响．结果表明，随着MgO和Mg2SiO4含量的增加，陶瓷的晶粒尺寸略有增大，低频（100kHz）介电常数、介电损耗、介电可调度和介电常数温度系数降低．随着偏置电场的增强，介电常数降低，介电损耗变化不大（均在10^-3量级）．当MaO和Mg2SiO4的百分含量均为30％时，获得了室温介电常数为101．6、介电损耗为0．0017及1．79kV／mm偏置电场下介电可调度为12．19％、介电常数温度系数为0．009℃^-1的介电性能。     

PS/Talc复合材料的制备及其超临界CO_2挤出发泡

利用混合效果优异的平行三螺杆挤出机制备了聚苯乙烯/活性滑石粉(PS/Talc)复合材料,分析了Talc在PS基体中的分散性,研究了复合材料的力学性能和热稳定性,并通过挤出发泡正交试验,探讨影响泡孔结构的主次因素.研究结果表明,三螺杆挤出混炼能很好地改善Talc在基体中的分散效果,当Talc含量在6%以下时,能够均匀分散在PS基体中;拉伸强度、冲击强度以及断裂伸长率随着Talc含量增加呈现先增加后减小的趋势,当Talc含量为6%时,拉伸强度、冲击强度以及断裂伸长率出现极大值;随着Talc含量增加,弯曲强度下降,弯曲模量增加;Talc能够增加复合材料的热稳定性,当Talc的填充量为10%时,复合材料的热稳定最好;挤出发泡正交实验结果表明,影响PS/Talc复合材料发泡行为的主次因素为:Talc含量、口模压力、口模温度;当Talc填充量为8%时,得到的泡孔尺寸最小,泡孔密度最大,它们分别为12.4μm和2.4×108个/cm3.     

三维编织炭纤维增强环氧树脂复合材料的吸湿特性

为了研究三维编织复合材料的吸湿行为,利用树脂传递模塑（RTM）工艺制备了三维编织炭纤维增强环氧树脂（C3D／EP）复合材料．通过吸水实验,研究了该材料的吸湿规律、温度对吸湿的影响以及吸湿过程中复合材料力争陛能的变化．结果表明：C3D／EP复合材料吸湿初期符合Fick扩散定律,但整个吸湿行为可用Sigmoidal曲线来描述;温度可加速C3D/EP复合材料的吸湿速率,并使平衡吸湿量提高;在吸湿过程中,C3D／EP复合材料的弯曲强度随吸湿时间的延长而下降,先快后慢,与吸湿曲线相对应,而且温度越高,下降越明显,表明吸湿量的大小决定了力学性能的降低程度．     

新型聚苯醚改性环氧树脂

采用二苯醚单体合成的含有羟基的新型改性聚苯醚(modified polyphenylene ether, MPPE)可直接作为环氧树脂的固化剂和改性剂. 运用傅里叶变换红外光谱对聚苯醚结构进行了表征, 对MPPE/E51 体系的性能进行了研究. 结果表明: 随着E51 含量的增加, 体系的固化温度降低; 随着MPPE 含量的增加, 体系的热分解温度(T_d5%) 明显升高; 当MPPE 含量为E51的2 倍时, MPPE/E51 层压板具有较低的介电常数(3.51, 1 GHz)、介电损耗(0.008 9, 1 GHz) 和吸水率; MPPE/E51 层压板体系具有较高的冲击强度, 最高可达63.34 kJ/m².     

DOPO-HQ改性碳纳米管/EP复合材料的制备及性能

采用混酸氧化多壁碳纳米管(MWCNTs),然后与含磷化合物2–(6,H–二苯并–5–氧杂–6–膦酰杂–6–苯基)–1,4–对苯二酚(DOPO-HQ)反应,对MWCNTs进行功能化修饰,并用功能化的碳纳米管(MWCNTs-P)对环氧树脂进行改性.对比了MWCNTs与MWCNTs-P对环氧树脂力学性能和阻燃性的影响,结果表明,MWCNTs与MWCNTs-P的加入均能提高环氧树脂的力学性能,MWCNTs-P改性效果更好.当MWCNTs-P添加量为0.5%时,环氧树脂的冲击强度提高了232%;SEM结果显示,加入碳纳米管使环氧树脂复合材料的韧性有一定程度的提高.MWCNTs-P的添加量为1.0%时,复合材料的拉伸性能和弯曲性能最好.极限氧指数(LOI)测试结果表明,MWCNTs-P提高了环氧树脂的阻燃性,MWCNTs-P的添加量为0.5%时,复合材料的LOI达到30.2%.     

空心玻璃微珠填充环氧树脂的性能与结构研究

研究了空心玻璃微珠填充环氧树脂复合材料的密度、压缩强度及破坏形式,并利用SEM定性和定量地分析了微珠在树脂基体中的分散效果.结果表明,玻璃微珠的加入,能有效降低材料的密度,提高材料的比压缩强度,当空心玻璃微珠体积分数在55%左右时,材料的比压缩强度最大,玻璃微珠表面与树脂基体间界面粘结状况最好,此时玻璃微珠在树脂基体中均匀分散.     

胺类固化剂对环氧树脂吸水动力学的影响

塑封用环氧树脂材料固有的吸水特性引起电子元器件表面发生电化学腐蚀过程,极性基团含量 及自由体积空穴是影响环氧树脂吸水特性的主要因素;针对工业应用中广泛存在的由于固化不充分引起极 性基团含量及自由体积空穴的分布不均,进而导致树脂吸水行为发生变化的问题,研究了胺类固化剂用量对 环氧树脂吸水动力学及性能的影响;吸水动力学方面,饱和吸水率随胺用量的增加而上升,但拟合结果表明 等化学计量树脂具有最低的水扩散系数;原位红外光谱(in-situ FT-IR)的测试结果表明,吸水过程中水分子 与羟基及羰基发生了相互作用;饱和吸水状态下,环氧过量树脂的玻璃化转变温度(Tg)下降 16. 7%,等化学 计量树脂下降 16. 6%,胺过量树脂下降 32. 3%;力学性能方面,吸水导致环氧过量树脂的屈服强度下降 3. 9%,等化学计量树脂下降 5. 1%,胺过量树脂下降 8. 5%;而经过二次干燥处理后,等化学计量树脂及胺过 量树脂的 Tg、压缩模量及压缩强度均有较好地恢复;实验结果表明:由配料比引起的固化不充分对环氧树脂 吸水行为的影响是显著地。     

浸泡腐蚀对HGB/EP复合材料力学性能的影响

在对复合材料的研究中,其吸水性及耐腐蚀性一直是研究的重点之一。本文通过常温和60℃吸水试验以及60℃酸、碱腐蚀试验,研究了空心玻璃微珠填充环氧树脂制成的复合材料(HGB/EP)的吸湿规律、温度对吸湿的影响以及材料在60℃下的腐蚀情况。通过研究不同配比的空心玻璃微珠(HGB)与环氧树脂制成的复合材料吸水量的大小,发现这种材料吸水量大小与微珠的填充率密切相关,不同填充比复合材料其微结构对吸水量影响甚大,且高温能提高吸湿速率和平衡吸湿量。在腐蚀试验中,发现该材料的耐酸性较差,测试后试件表现出软化现象。而酸的浓度越高,腐蚀越严重,经浸泡腐蚀的材料力学性能进一步下降。     

建筑用聚酰胺树脂改性E-51环氧树脂胶黏剂的性能研究

为详细分析建筑用聚酰胺树脂改性E-51环氧树脂胶黏剂的性能,提出建筑用聚酰胺树脂改性E-51环氧树脂胶黏剂的性能研究方法,从不同聚酰胺树脂含量、不同预聚体配比与含量两个角度,测试建筑用聚酰胺树脂改性E-51环氧树脂胶黏剂使用在建筑材料中的使用性能.测试结果显示:聚酰胺树脂含量为10 g,黏度将提升至100000 mPa·s,对改性E-51环氧树脂胶黏剂的工艺性存在负面影响;聚酰胺含量增多,改性E-51环氧树脂胶黏剂拉伸强度、压缩强度逐渐变小,剪切强度值逐渐变大;将二乙烯三胺和聚酰胺按照6.6:1.1比例混合后,改性E-51环氧树脂胶黏剂使用性能最佳;制作预聚体时,OH:NCO的最佳比例为1:3,预聚体含量为35 g时,建筑用聚酰胺树脂改性E-51环氧树脂胶黏剂剪切强度最高、胶黏剂力学性能最佳.     

环氧树脂改性氰酸酯复合材料的性能研究

采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)研究了双酚A型氰酸酯(BADCy)/双酚A型环氧树脂(E-51)体系的共固化机理,通过热重分析(TGA)和扫描电子显微镜(SEM)分析了复合材料的耐热性能、断面形态,并测试了材料的冲击强度和介电性能。结果表明E-51的加入对BADCy/E-51体系固化反应有促进作用,并能显著改善材料的韧性和冲击性能。当E-51含量为30%(质量分数)时,材料的冲击强度可达14.38 kJ/m2,且复合材料仍能保持良好的热稳定性和介电性能。     

新型无溶剂绝缘树脂的制备与性能研究

合成了1,3-二（4-氨基-2-三氟甲基-苯酚基）苯进而合成含亚胺结构的新型二元醇单体（BTGTB）,并制得新型含氟不饱和聚酯亚胺树脂。结果表明,在保持不饱和聚酯优良加工性能的同时,不饱和聚酯分子链段中引入亚胺结构,不但提高了不饱和聚酯的耐热性、机械性能、电性能及化学腐蚀性能,而且高亚胺结构含量的不饱和聚酯亚胺树脂具有突出的耐热性能。