环氧树脂-蒙脱石纳米复合材料制备与形成机理

首先用有机胺对蒙脱石 ( Na-基膨润土 )通过离子交换反应进行改性 ,然后将改性后的蒙脱石与双酚 A型环氧树脂在搅拌下充分混合 ,热模浇铸 ,制备出环氧树脂 -蒙脱石纳米复合材料 ,讨论了影响材料形成的各种因素 .利用 TGA、XRD、TEM、DMA等手段表征了材料的结构和性能 ;并对其形成机理进行了初步探讨 .定量计算结果表明 :形成纳米复合材料的推动力是环氧树脂在蒙脱石晶层间的固化反应热     

水性环氧树脂乳液制备及应用

由聚乙二醇和环氧树脂制备环氧树脂非离子型乳化剂,然后采用反相乳化来制备环氧树脂乳液,并以此为原料制备水性环氧清漆并喷涂、固化.研究了乳化剂结构和反应机理及动力学,研究了催化剂、转化率、反应物配比等对反应和环氧树脂乳液性能影响的因素.制备的乳化剂以环氧树脂为主要原料,有与环氧树脂相似的链段,从而使乳液稳定性加强,涂层固化后涂膜平整均匀.     

改性环氧 PBA/PMMA 核壳乳胶粒子的制备与应用

采用半连续种子乳液聚合工艺制备核壳结构的聚丙烯酸丁酯/(聚甲基丙烯酸甲酯—衣康酸—双酚A环氧树脂)(PBA/P(MMA-ITA-DGEBA))乳胶粒子.并通过红外光谱仪(IR)对乳胶粒子进行了表征,证明乳胶粒子具有核壳粒子结构.将壳层带有环氧基的核壳乳胶粒子对环氧树脂进行增韧,通过扫描电子显微镜(SEM)对固化物冲击断面进行观测,改性核壳乳胶粒子对环氧树脂起到明显增韧效果,并提升了与环氧树脂的相容性     

环氧树脂/聚氨酯-SiO2纳米复合材料研究

通过聚合物互穿以及溶胶-凝胶法,制备了纳米SiO2改性的环氧树脂/聚氨酯互穿网络纳米复合材FT-IR表明:环氧树脂和聚氨酯形成了交联的互穿体系,并且纳米SiO2节枝到有机基体上。力学测试和SEM分析表明:加入一定量的纳米SiO2能够达到同时增强增韧环氧树脂的目的。     

酸改性环氧树脂的合成、表征及热老化分析

酸改性环氧树脂可用于印制电路板(PCB)基材上的阻焊油墨.传统的二步法合成酸改性环氧树脂,反应过程不好控制,容易产生凝胶.本文以反丁烯二酸、丙烯酸为改性剂,采用一步合成法,在双酚A环氧树脂上接枝羧基及带双键的光敏基团,制备UV固化酸改性环氧树脂.通过傅里叶转换红外光谱分析(FTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)、超声波显微分析(SAM)、色差分析、热老化分析等表征,结果表明:采用一步法合成的酸改性环氧树脂的平均分子量更大分布更加均匀,固化后机械综合性能、耐热老化性能等均好于二步法合成酸改性环氧树脂工艺,并较好解决了二步法工艺容易凝胶的问题.     

MBT插层的CaAl-LDH对水性环氧树脂涂层耐腐蚀性能的提升作用

采用离子交换法制备了2-巯基苯并噻唑（MBT）插层的CaAl层状双氢氧化物（CaAl-MBT^--LDH）,并将其添加到水性环氧树脂中以提高水性涂料的耐腐蚀性。利用X射线衍射仪（XRD）、傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）和扫描电子显微镜（SEM）对CaAl-MBT^--LDH进行了表征,结果表明缓蚀剂MBT成功插入LDH层间,CaAl-MBT^--LDH具有类似六边形的结构。通过盐雾试验和浸泡试验评价了添加一定量CaAl-MBT^--LDH粉末的环氧树脂涂层的耐腐蚀性能,结果表明,当0.08 mol/L MBT制备的CaAl-MBT^--LDH（CaAl-MBT_0.08M^--LDH）在环氧树脂中的添加量为2%（质量分数）时,环氧树脂涂层经过盐雾试验170 h后依然没有严重的腐蚀痕迹。在3.5%（质量分数）NaCl溶液中浸泡13 d后,添加2% CaAl-MBT_0.08M^--LDH的环氧树脂涂层的界面电荷转移电阻（R_ct）仍高达1.922×10⁶ Ω·cm²,而纯环氧树脂涂层的R_ct仅为1.621×10³ Ω·cm²。以上结果表明,在环氧树脂中添加一定量的CaAl-MBT^--LDH粉末有助于提高水性涂层的耐腐蚀性能。     

MBT插层的CaAl-LDH对水性环氧树脂涂层耐腐蚀性能的提升作用

采用离子交换法制备了2-巯基苯并噻唑（MBT）插层的CaAl层状双氢氧化物（CaAl-MBT^--LDH）,并将其添加到水性环氧树脂中以提高水性涂料的耐腐蚀性。利用X射线衍射仪（XRD）、傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）和扫描电子显微镜（SEM）对CaAl-MBT^--LDH进行了表征,结果表明缓蚀剂MBT成功插入LDH层间,CaAl-MBT^--LDH具有类似六边形的结构。通过盐雾试验和浸泡试验评价了添加一定量CaAl-MBT^--LDH粉末的环氧树脂涂层的耐腐蚀性能,结果表明,当0.08 mol/L MBT制备的CaAl-MBT^--LDH（CaAl-MBT_0.08M^--LDH）在环氧树脂中的添加量为2%（质量分数）时,环氧树脂涂层经过盐雾试验170 h后依然没有严重的腐蚀痕迹。在3.5%（质量分数）NaCl溶液中浸泡13 d后,添加2% CaAl-MBT_0.08M^--LDH的环氧树脂涂层的界面电荷转移电阻（R_ct）仍高达1.922×10⁶ Ω·cm²,而纯环氧树脂涂层的R_ct仅为1.621×10³ Ω·cm²。以上结果表明,在环氧树脂中添加一定量的CaAl-MBT^--LDH粉末有助于提高水性涂层的耐腐蚀性能。     

聚甲基苯基硅氧烷改性双酚F环氧树脂及其粘接性能的研究

羟基封端聚甲基苯基硅氧烷与双酚F环氧树脂进行接枝聚合反应制备了有机硅改性环氧树脂,研究了催化剂、反应温度、反应时间对产物的影响.最佳反应条件是:催化剂为三苯基膦,反应温度为120～150℃,反应时间为7～9h.讨论了聚甲基苯基硅氧烷含量对改性环氧树脂粘结性能的影响.研究结果显示,改性环氧树脂耐高温粘接性能较双酚F环氧树脂明显提高,当聚甲基苯基硅氧烷与双酚F环氧树脂质量配比为1∶4时,制备的改性环氧树脂固化物经300℃12h后剪切强度仍可达到5.4 MPa,适于用作耐高温胶粘剂.并采用FT-IRTGA等手段对产物进行了表征.     

有机蒙脱土/环氧树脂改性沥青材料的性能

以有机蒙脱土(OMMT)改性环氧树脂作为改性剂,采用熔融共混法制备了OMMT/环氧树脂改性沥青材料.采用FT-IR、XRD、荧光显微镜、万能材料试验机、热重分析和布氏黏度计等对相容剂与沥青的相容性及复合改性沥青的微观结构、拉伸强度、断裂伸长率、热稳定性、黏度特性进行了研究.结果表明:OMMT的掺入使环氧树脂在沥青中分散更均匀,OMMT/环氧树脂复合改性沥青形成剥离型结构;OMMT的掺入使复合改性沥青高温性能及力学性能增强;与环氧树脂改性沥青相比,OMMT/环氧树脂改性沥青的起始分解温度和终止温度分别提高了30.1℃和15℃,高温稳定性明显提高;复合改性沥青固化反应黏度增长平缓,更适合道路施工.     

氢化双酚A型环氧树脂的合成与表征

以氢化双酚A和环氧氯丙烷为原料,在催化剂的作用下按照先醚化后环化的技术路线成功合成出了氢化双酚A型环氧树脂.采用红外光谱、核磁共振波谱表征其结构,并与已知产品进行对比,证明了合成产物结构的准确性和可靠性;通过普通双酚A型环氧树脂与合成出的氢化双酚A型环氧树脂的紫外吸收对比,发现氢化双酚A型环氧树脂对紫外光吸收能力很弱,是一种优异的耐光老化树脂.基本性能测试表明,合成出的氢化双酚A型环氧树脂的性能与BASF公司产品接近.     

水性环氧丙烯酸接枝共聚物的合成及固化

环氧树脂与丙烯酸类单体接枝共聚是制备水性环氧树脂的一条重要途径.本文作者研究了多元接枝水性环氧树脂的合成,及其与固化剂双氰胺的固化工艺.讨论了单体配比、接枝反应温度、反应时间等因素对水性环氧乳液接枝率的影响,确定了较佳的工艺条件,通过红外光谱分析证实了丙烯酸接枝环氧共聚物的结构,并考察了漆膜的固化条件.所得涂膜附着力、柔韧性、硬度很好,能达到溶剂型环氧树脂防腐蚀涂料水平.     

含磷酰胺有机硅改性环氧树脂制备及性能研究

以四氢呋喃为溶剂,通过磷酸与γ-氨丙基三乙氧基硅烷再经水解后得到含磷酰胺有机硅氧烷,并按不同配比加入到双酚A型环氧树脂/4,4'-二氨基二苯砜体系中混合,制备含磷酰胺有机硅杂化环氧树脂固化物.选出最优配比的含磷酰胺有机硅杂化环氧树脂固化物,加入不同配比的纳米Si O2,进一步对环氧树脂进行改性.对所得固化物的热性能、阻燃性能进行了测试.结果表明,该固化体系的阻燃性得到提高,极限氧指数达到29%;玻璃化转变温度得到提高,可达到155.9-174.7℃.添加纳米SiO_2后,改性环氧树脂的热性能和阻燃性能均进一步增强.     

蒙脱土对环氧树脂微观结构及性能影响研究

以环氧树脂E53为研究对象,采用预剥离法制备出环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料,并结合XRD、SEM及DMA等实验方法研究蒙脱土分散状态对环氧树脂的微观结构和性能影响.结果表明:在环氧树脂E53固化前,对蒙脱土进行预剥离处理有利于制备出剥离型环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料;蒙脱土的加入,使环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的Tg比环氧树脂的升高5℃⁸℃,其储能模量及刚性随之增加;较低的β转变温度使其具有最好的低温韧性.对于剥离型环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料,其均匀分散的无机纳米片层能有效地阻止裂纹的扩展,对材料起到了增强增韧效果.     

磷酸胆碱有机改性层状硅酸盐阻燃剂的制备和表征

以具有高热稳定性的磷酸基类脂化合物(磷酸胆碱)为插层剂，通过对钠基蒙脱土进行有机改性制备新型层状硅酸盐阻燃剂.利用红外光谱、热重分析和X-射线衍射等手段对所制阻燃剂进行表征，并将其用于环氧树脂的阻燃.结果表明：磷酸胆碱成功插入到钠基蒙脱土中，并且使蒙脱土的层间距从1.210 nm扩大到1.445 nm.将所制备的新型阻燃剂按质量分数1%、3%、5%、7%添加到环氧树脂中，所得样品的氧指数均高于纯环氧树脂，且阻燃剂添加质量分数为5%时，氧指数最大，相比不添加阻燃剂时提高了12.2%.     

自修复微胶囊型环氧树脂复合材料的制备及其性能

以脲醛树脂为壁材,E-51环氧树脂为芯材,利用原位聚合法制备了自修复环氧树脂微胶囊.采用扫描电镜观察了微胶囊形貌,金相显微镜测量了微胶囊的粒径大小及分布,傅里叶变换红外光谱仪表征了微胶囊化学结构,综合热分析仪分析了微胶囊热稳定性.将E-51微胶囊与潜伏性固化剂邻苯二甲酸酐植入到E-44环氧树脂基体中,制备了自修复微胶囊型环氧树脂复合材料,利用简支梁冲击试验机测试了试样冲击强度和自修复效率.结果表明:制备的微胶囊呈规则球体,囊芯质量分数高,热稳定性好;微胶囊的植入使得环氧树脂复合材料的冲击断面形貌从平整形态向针状斑纹形态转变.当自修复环氧树脂复合材料中微胶囊和潜伏性固化剂的质量分数分别为8.0%和3.0%时,自修复效率达到81.5%.     

搅拌功率计算程序的开发

搅拌设备的设计除应保证工艺要求外,以较小功率消耗达到搅拌目的亦是设计目标之一。搅拌器功率计算一方面解决了需要向搅拌介质提供多少功率问题,以便有效地选择电机;另一方面为搅拌器强度计算提供依据,以保证桨叶、搅拌轴的强度。因而,搅拌器功率计算是搅拌器设计中必不可少的步骤。然而搅拌器功率计算却非常繁琐。将Rushton图算法中算图曲线数据进行人工采集,利用仿射变换对采集的数据进行了修正,最后利用B样条曲线对Rushton算图参数化插值,并利用Rushton图算法与永田进治公式法的互补特性,完成了对常规叶片形状的搅拌器功率计算程序化,以达到减小搅拌器功率计算的工作量的目的。     

POSS基含磷嵌段共聚物无卤阻燃环氧树脂的研究

合成一种含P、Si协同阻燃的新型嵌段共聚物,将合成的阻燃嵌段共聚物分散于双酚A型环氧树脂E51中,以4,4′-二氨基二苯甲烷(DDM)为固化剂,制备了一系列不同P、Si含量的阻燃环氧树脂.采用扫描电镜(SEM)对改性环氧树脂断面进行观察,通过动态力学热分析(DMTA)、差示扫描量热法(DSC)、热失重分析(TGA)及氧指数(LOI)对改性环氧树脂进行性能测试.结果表明:合成的含P、Si新型嵌段共聚物在环氧树脂中能够自组装形成以多面体齐聚半硅氧烷(POSS)链段为核、含磷嵌段为壳的纳米核壳结构,阻燃元素P、Si以"捆绑式"均匀分散在环氧基体中,达到低P、Si含量下优良的协同阻燃效果.此外,添加阻燃嵌段共聚物还能够有效提高环氧树脂热稳定性.     

含磷环氧树脂的合成与表征

以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷菲-10-氧化物(DOPO)和对苯醌合成了10-(2′,5′-二羟基苯基)-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷菲-10-氧化物(DHPDOPO),采用元素分析、红外光谱(FTIR)及核磁共振对DHPDOPO的结构进行了表征.以含磷中间体DHPDOPO和双酚A与低分子量的双酚A二缩水甘油醚合成制备了含磷量分别为1%和2%的含磷环氧树脂,并采用FTIR及凝胶渗透色谱(GPC)对该含磷环氧树脂的结构、分子量及分布进行了表征.     

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.     

改性NCC对EP树脂的力学性能及耐热性的影响

通过酸解法制备纳米晶纤维素(NCC),再采用N,N-羰基二咪唑(CDI)为活化剂,环氧氯丙烷(ECH)为改性剂,通过化学取代法得到含有环氧基的纳米晶纤维素(记为ENCI),利用原位聚合法将ENCI掺杂在环氧树脂基体中制备ENCI/EP纳米复合材料.采用红外光谱(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光衍射(XRD)等手段对改性产物进行分析和表征.将改性后纳米晶纤维素作为增强相分散在环氧树脂中制备纳米复合材料,研究改性纳米晶纤维素添加量对复合材料力学性能及热稳定性的影响.分析表明:与空白环氧树脂相比,NCC/EP和ENCI/EP纳米复合材料力学性能明显提高,以ENCI/EP复合材料效果最为显著.热失重测试分析表明耐热性能也得到提高.